مرحبا بكم في ثورة الجينيوم

يعرض ريتشارد ريسنيك في هذه المحادثة البسيطة من مؤتمر تيدأكس بوسطن TEDxBoston، كيف أن التسلسل الجينوم منخفض الكلفة على وشك أن يغير بشكل جذري الرعاية الصحية (والتأمين والسياسة).

سيداتي سادتي،

أقدم لكم الجينوم البشري.

(تصفيق)

الكروموسوم الأول أعلى اليسار.

وفي أسفل اليمين تجدون كروموسومات النوع (ذكر/أنثى).

تتوفر النساء على نسختين من كروموسوم X الكبير ذاك؛

يتوفر الرجال على ال X

وبالطبع، تلك النسخة الصغيرة من ال Y.

معذرة أيها الأولاد، لكن ما يجعلكم مختلفين هو أمر في غاية الصغر.

وهكذا إن الرؤية لهذا الجينوم،

ما ترونه آنذاك بالطبع، هو هذه البنية الحلزونية المزدوجة --

شيفرة الحياة مهجأة بهذه الحروف البيوكيميائية الأربعة،

أو نسميها القواعد، صحيح:

A و C و G وT.

كم عددها في الجينوم البشري؟ ثلاثة مليارات.

هل هو رقم ضخم؟

حسنا، الجميع يمكنه أن يقذف بالأرقام الضخمة.

لكن في الواقع، إن كنت لأضع قاعدة

في كل بيكسل من هذه الشاشة ذات الدقة 1280 على 800،

سنحتاج 3,000 شاشة لالقاء نظرة على الجينوم.

وبالتالي فهو بالفعل كبير للغاية.

وربما بسبب حجمه،

مجموعة من الناس -- جميعهم بالمناسبة لديهم كروموسومات Y --

قرروا أنهم يرغبون في سلسلته.

(ضحك)

وهكذا بعد 15 سنة، في الواقع، وحوالي أربع مليار دولار،

تمت سلسلة الجينوم ونشره.

في 2003، تم نشر النسخة الأخيرة، واستمروا في العمل عليها.

كل هذا تم في آلة تبدو مثل هذه.

تكلف حوالي دولار لكل قاعدة --

طريقة بطيئة جدا لأداء ذلك.

حسنا يا جماعة، أنا هنا لأخبركم

أن العالم قد تغير كليا

ولا أحد منكم يعرف شيئا بخصوص ذلك.

إذن ما نقوم به الآن هو أخذ جينوم،

نكون منه 50 نسخة ربما،

نقطع كل هذه النسخ إلى قراءات صغيرة ب50 قاعدة،

ومن ثم نسلسلها، بتواز مكثف.

ثم نجلب ذلك للبرمجيات،

ونعيد تجميعه ونخبركم ما هي القصة.

وهكذا حتى أعطيكم صورة عما يبدو عليه هذا،

مشروع الجينوم البشري: 3 غيغابيتات، صحيح.

تشغيل واحد على إحدى هاته الآلات:

200 غيغابيت في أسبوع.

وتلك ال200 ستتغير إلى 600 في هذا الصيف،

وليست هناك أية إشارات على بطء التقدم.

وبالتالي سعر القاعدة، سلسلة قاعدة،

قد انخفض 100 مليون مرة.

وهذا ما يعادل تعبئة سيارتك بالبترول في 1998،

والانتظار حتى 2011،

والآن يمكنك قيادة سيارتك إلى كوكب المشتري ذهابا وإيابا مرتين.

(ضحك)

تعداد سكان العالم،

تموضعات الحواسيب الشخصية،

أرشيف كل الكتابات الطبية،

قانون مور،

الطريقة القديمة للسلسلة، وهنا كل الأشياء الجديدة.

يا رفاق، هذا سلم لوغاريثمي؛

لا ترى عادة أسطرا تذهب صعودا كذلك.

وبالتالي القدرة العالمية على سلسلة الجينومات البشرية

هي تتراوح تقريبا ما بين 50،000 إلى 100,000 جينوم بشري هذه السنة.

ونعرف أن هذا يعتمد على الآلات التي يتم وضعها.

يتوقع أن يتضاعف هذا مرتين أو ثلاثة أو ربما أربع مرات

سنة بعد الأخرى في المستقبل المنظور.

في الواقع، هناك مختبر على وجه الخصوص

يمثل 20 في المئة من كل تلك السعة.

وهو يدعى معهد بكين للجينوم.

بالمناسبة، الصينيون بالتأكيد يربحون هذا السباق نحو القمر الجديد.

ما الذي يعنيه هذا للطب؟

حسنا، امرأة في ال37 من عمرها.

تم تشخيصها بالمرحلة الثانية من سرطان مستقبلات هرمون الاستروجين الإيجابية للثدي.

تم علاجها بالجراحة والعلاج الكيماوي والإشعاع.

ذهبت إلى بيتها.

وبعد سنتين، عادت بالمرحلة الثالثة C من سرطان المبيض.

مع الأسف، تم علاجها مجددا بالجراحة والعلاج الكيماوي.

وعادت بعد ثلاث سنوات في عمر 42

بسرطان مبيض أكثر وعلاج كيماوي أكثر.

بعد ستة أشهر،

قد عادت بسرطان دم نخاعي حاد.

توقفت عن التنفس وماتت بعد ثمانية أيام.

لذلك أولا، الطريقة التي تم بها علاج هذه المرأة، في مدة 10 سنوات،

سيبدو مثل إراقة الدماء.

ويرجع الفضل لأشخاص مثل زميلي، ريك ويلسون،

في معهد الجينوم في جامعة واشنطن،

الذي قرر أن يلقي نظرة على تشريح هذه المرأة.

وقام بالسلسلة، أخذ خلايا الجلد، جلد سليم،

ونخاع عظمي مسرطن،

وسلسل الجينوم الكامل لكليهما

خلال بضعة أسابيع، ليس مشكلا كبيرا.

ثم قارن ذينك الجينومين في برمجيات،

ما وجده، من بين أمور أخرى،

هو شطب، شطب ل2000 قاعدة

من بين 3 مليار قاعدة

في جينوم معين يدعى TP53.

إن كنتم تتوفرون على هذا التغير الشطبي في هذه المورثة،

من المرجح بنسبة 90 في المئة أن تصابوا بالسرطان في حياتكم.

وبالتالي مع الأسف، هذا لا يساعد هذه المرأة،

لكن لديه آثار حادة، عميقة إن صح التعبير،

على عائلتها.

أقصد، إن كان لديهم نفس التغير،

وأجروا هذا الفحص الجيني، واستوعبوه،

آنذاك يمكنهم أن يذهبوا لإجراء فحوص عادية، ويمكنهم أن يكتشفوا السرطان باكرا

ومن المحتمل أن يعيشوا حياة أطول بشكل ملحوظ.

دعوني أقدم لكم التوأم بيري،

تم تشخيصهم بشلل دماغي في الثانية من عمرهم.

أمهم كانت امرأة شجاعة

لم تصدق أن الأعراض كانت متطابقة،

ومن خلال بعض الجهود البطولية والكثير من البحث على الانترنت،

استطاعت أن تقنع المجتمع الطبي

أنه، في الواقع، كان لديهم شيء آخر.

ما كانا يعانيان منه هو اختلال دوبا-مستجيبة.

وبالتالي تم إعطاؤهما L-Dopa،

فتحسنت عوارضهما،

لكنها لم تكون لا عرضية بالكامل.

تبقت مشاكل هامة.

اتضح أن الرجل في الصورة اسمه جوي بيري،

والذي كان لحسن الحظ كبير مسؤولي المعلومات

في شركة تدعى Life Technologies.

هم إحدى شركتين

تصنعان هذه الأدوات الضخمة للسلسلة الجينومية.

وبالتالي ما قام به هو أنه قام بسلسلة ابنائه.

وما وجده هو سلسلة تغيرات في مورثة تدعى SPR،

والتي هي مسؤولة عن انتاج السيروتونين، إضافة إلى أمور أخرى.

وبالتالي زيادة على L-Dopa، أعطوا هذين الطفلين عقار سلائف السيروتونين،

وهي فعالة بشكل عادي الآن.

يا جماعة، لم يكن هذا ليحصل لولا السلسلة الجينومية الكاملة.

وفي ذلك الوقت -- هذا كان قبل بضع سنوات -- كلف ذلك 100,000 دولار.

الآن فقط 10,000 دولار. في السنة القادمة سيكون 1,000 دولار.

السنة الموالية 100 دولار، تزيد أو تنقص بسنة.

هذه مدى سرعة هذا.

إذن هذا نيك الصغير --

يحب باتمان والمسدسات المائية.

وقد اتضح أن نيك ظهر في مستشفى الأطفال

ببطن منتفخ كضحية مجاعة.

وليس المشكل أنه لا يأكل،

إنما أنه حين يأكل، تنفتح أمعاؤه أساسا

وينسكب البراز في أحشائه.

وبالتالي بعد مئة عملية جراحية،

نظر إلى أمه وقال، "ماما،

أرجوك ادعي لي. أنا في ألم كبير."

تصادف أن طبيبه لديه خلفية في علم الوراثة السريري

وليست لديه أي فكرة عما يحصل،

لكنه قال، "دعونا نقم بسلسلة جينوم هذا الطفل."

وما وجدوه في نقطة تغير وحيدة

في مورثة مسؤولة عن التحكم في الموت المبرمج للخلايا.

وبالتالي النظرية كانت أنه كان لديه نوع من رد الفعل المناعي

مع الذي يحصل أساسا للطعام،

وذاك رد فعل طبيعي، والذي يسبب نوعا من الموت المبرمج للخلية.

لكن المورثة التي تنظم ذلك معطلة.

وبالتالي هذا يعلم، بالإضافة إلى أمور أخرى، بالطبع،

علاجا لزرع النخاع العظمي، والذي يخضع له.

وبعد تسعة أشهر من التعافي الشاق،

وهو الآن يأكل شرائح اللحم مع سلطة A1.

(ضحك)

آفاق استخدام الجينوم

كتشخيص شامل

أمر حاصل اليوم.

اليوم، هذا موجود.

وما يعنيه لجميعنا

هو أن الجميع في هذه الغرفة يمكنه أن يعيش لخمس أو 10 أو 20 سنة إضافية

فقط بسبب هذا الأمر الوحيد.

والذي هو قصة عظيمة،

ما لم تكونوا تفكرون في بصمة البشرية على الكوكب

وقدرتنا على مواصلة إنتاج الطعام.

وبالتالي يتضح

أن نفس التكنولوجيا تماما

يتم استخدامها لإنبات سلالات جديدة

من الذرة، القمح، وفول الصويا ومحاصيل أخرى

والتي لها مقاومة أقل للجفاف والفيضانات،

والآفات والمبيدات الحشرية.

الآن انظروا، لطالما واصلنا زيادة السكان،

سيكون علينا أن نواصل إنتاج وأكل طعام معدل وراثيا،

وذلك هو الموقف الوحيد الذي سأتخذه اليوم.

ما عدا لو أن أحد الجمهور

سيتطوع للتوقف عن الأكل؟

لا شيء، ولا واحد.

هذه آلة كاتبة،

أداة أساسية في كل مكتب لعقود.

وفي الواقع، الآلة الكاتبة تم إزالتها أساسا عن طريق هذا الشيء.

ثم ظهرت نسخ أكثر عمومية من معالجات الكلمات.

لكن في النهاية، كان ذلك تشويشا فوق تشويش.

لقد كان اختراع بوب ميتكالف للإيثرنت

وربط كل هذه الحواسيب

هو ما غير أساسا كل شيء.

وفجأة صار لدينا نتسكيب، وصار لدينا ياهو

وكان لدينا، في الواقع، فقاعة الدوت كوم بأكملها.

(ضحك)

لا داعي للقلق رغم ذلك،

تم إنقاذ ذلك سريعا من خلال الأيبود والفيسبوك

وفي الواقع، الطيور الغاضبة.

(ضحك)

انظروا، هذا ما نحن عليه اليوم.

هذه الثورة الجينومية اليوم. هذا ما نحن فيه.

إذن ما أريد منكم اعتباره هو:

ما الذي يعنيه

حين لا تعبر هذه النقط عن القواعد المفردة لجينومكم،

لكنها تربط الجينوم على مدى الكوكب؟

وبالتالي كان علي مؤخرا شراء تأمين على الحياة.

وكان مطلوبا مني أن أجيب على:

أ. لم أجر أبدا اختبارا جينيا، ب. أجريت واحدا،

و س. أجريت واحدا ولن أخبركم.

لحسن الحظ، كنت قادرا على الإجابة ب "أ"،

وقلت ذلك بصراحة، في حالة كان عميل تأمين الحياة الخاص بي يستمع.

لكن ما الذي كان ليحصل لو أنني أجبت ب "س"؟

سوف تزدهر تطبيقات المستهلك في علم الجينوم.

تريد أن تعرف ما إن كنت متوافقا جينيا

مع صديقتك الحميمة؟ بالتأكيد.

تسلسل الحمض النووي على جهاز الآيفون الخاص بك؟ هناك تطبيق هاتفي لذلك.

(ضحك)

تدليك جينومي مخصص هل من أحد؟

هناك بالفعل مختبر اليوم

يقوم باختبار أليل 334 من المورثة AVPR1،

ما يسمى بمورثة الخيانة.

إذن أي شخص من الحاضرين اليوم مع شريككم المهم،

فقط التفتوا إليهم وامسحوا أفواههم،

وأرسلوها إلى المختبر وستعلمون بالتأكيد.

(ضحك)

هل تريدون حقا أن تنتخبوا رئيسا

يقترح جينومهم اعتلالا في عضلة القلب؟

الآن فكروا في ذلك، إنها 2016

والمرشحة الرئيسية أصدرت

ليس فقط الضرائب على العائدات للأربع سنوات الماضية الخاصة بها،

لكن كذلك الجينوم الخاص بها.

ويبدو بالفعل جيدا.

ومن ثم تحدت كل منافسيها للقيام بنفس الشيء.

هل تعتقدون أن ذلك لن يحصل؟

هل تظنون أنه كان ليساعد جون ماكين؟

(ضحك)

كم عدد الناس في الحضور

الذين لديهم اللقب ريسنيك مثلي؟ ارفعوا أيديكم.

هل من أحد؟ لا أحد.

عادة، هناك واحد أو اثنان.

إذن والد والدي كان أحد الإخوة ريسنيك العشرة.

كانوا جميعا يكرهون بعضهم البعض.

وقد انتقلوا جميعا إلى أجزاء مختلفة من الكوكب.

وبالتالي من المحتمل

أن أكون مرتبطا بكل ريسنيك قد أصادفه، لكنني لا أعرف.

لكن تخيلوا إن كان جينومي غير محدد، في برمجيات،

وجينوم قريب من الدرجة الثالثة موجود كذلك هناك،

ويوجد هناك برمجية يمكنها مقارنة هذين الإثنين

وإجراء كل هذه الروابط.

ليس من الصعب تخيل ذلك. تتوفر شركتي على برمجية يمكنها القيام بذلك حاليا.

وهكذا تخيلوا أمرا آخر:

أن البرمجية بإمكانها أن تسأل كلا الطرفين عن التوافقات المشتركة،

"هل توافق على لقاء قريبك الثالث؟"

وإن وافق الإثنان،

هكذا! مرحبا بكم في لينكدين الصبغوي.

(ضحك)

الآن، هذا ربما أمر جيد، صحيح؟

لديكم عشيرة كبيرة تتجمع وما إلى ذلك.

لكن ربما هو أمر سيء كذلك.

كم عدد الآباء في الغرفة؟ ارفعوا أيديكم.

حسنا، الخبراء يعتقدون أن واحد من ثلاثة في المئة منكم

ليسوا في الواقع آباء أبنائهم.

(ضحك)

انظروا --

(ضحك)

هذه الجينومات، هذه الكروموسومات ال23،

لا تعبر بأي طريقة عن جودة علاقاتنا

أو طبيعة مجتمعنا -- على الأقل ليس بعد.

ومثل أي تكنولوجيا جديدة،

هي بالفعل في أيدي البشرية

لتدبيرها من أجل مصلحة البشرية، أم لا.

لذلك أحثكم جميعا على الاستيقاظ وموالفة

والتأثير على الثورة الجينومية الحاصلة حولكم.

شكرا لكم.

(تصفيق)