TED日本語 - セバスチャン・クレイベス: 自分でDNA検査ができる時代の到来

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TED日本語 - セバスチャン・クレイベス: 自分でDNA検査ができる時代の到来

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自分でDNA検査ができる時代の到来
The era of personal DNA testing is here
セバスチャン・クレイベス
Sebastian Kraves

内容

ワクチンの改良から遺伝子組み換え、それに犯罪の解決まで、DNA技術は世の中を変えていきました。今や人類史上初めて、誰もが自宅の台所で靴箱よりも小さな装置を用いて、DNAの実験を行うことができる時代になりました。我々はパーソナルDNA革命、つまり、DNAに隠された秘密を自ら解き明かすことができる時代に生きているのだと、バイオテクノロジー起業家のセバスチャン・クレイベスは言います。

Script

Imagine that you're a pig farmer. You live on a small farm in the Philippines. Your animals are your family's sole source of income -- as long as they're healthy. You know that any day,one of your pigs can catch the flu, the swine flu. Living in tight quarters,one pig coughing and sneezing may soon lead to the next pig coughing and sneezing, until an outbreak of swine flu has taken over your farm. If it's a bad enough virus, the health of your herd may be gone in the blink of an eye. If you called in a veterinarian, he or she would visit your farm and take samples from your pigs' noses and mouths. But then they would have to drive back into the city to test those samples in their central lab. Two weeks later, you'd hear back the results. Two weeks may be just enough time for infection to spread and take away your way of life.

But it doesn't have to be that way. Today, farmers can take those samples themselves. They can jump right into the pen and swab their pigs' noses and mouths with a little filter paper, place that little filter paper in a tiny tube, and mix it with some chemicals that will extract genetic material from their pigs' noses and mouths. And without leaving their farms, they take a drop of that genetic material and put it into a little analyzer smaller than a shoebox, program it to detect DNA or RNA from the swine flu virus, and within one hour get back the results, visualize the results. This reality is possible because today we're living in the era of personal DNA technology. Every one of us can actually test DNA ourselves.

DNA is the fundamental molecule the carries genetic instructions that help build the living world. Humans have DNA. Pigs have DNA. Even bacteria and some viruses have DNA too. The genetic instructions encoded in DNA inform how our bodies develop, grow, function. And in many cases, that same information can trigger disease. Your genetic information is strung into a long and twisted molecule, the DNA double helix, that has over three billion letters, beginning to end. But the lines that carry meaningful information are usually very short -- a few dozen to several thousand letters long. So when we're looking to answer a question based on DNA, we actually don't need to read all those three billion letters, typically. That would be like getting hungry at night and having to flip through the whole phone book from cover to cover, pausing at every line, just to find the nearest pizza joint.

(Laughter)

Luckily,three decades ago, humans started to invent tools that can find any specific line of genetic information. These DNA machines are wonderful. They can find any line in DNA. But once they find it, that DNA is still tiny, and surrounded by so much other DNA, that what these machines then do is copy the target gene, and one copy piles on top of another, millions and millions and millions of copies, until that gene stands out against the rest; until we can visualize it, interpret it, read it, understand it, until we can answer: Does my pig have the flu? Or other questions buried in our own DNA: Am I at risk of cancer? Am I of Irish descent? Is that child my son?

(Laughter)

This ability to make copies of DNA, as simple as it sounds, has transformed our world. Scientists use it every day to detect and address disease, to create innovative medicines, to modify foods, to assess whether our food is safe to eat or whether it's contaminated with deadly bacteria. Even judges use the output of these machines in court to decide whether someone is innocent or guilty based on DNA evidence. The inventor of this DNA-copying technique was awarded the Nobel Prize in Chemistry in 1993. But for 30 years, the power of genetic analysis has been confined to the ivory tower, or bigwig PhD scientist work. Well, several companies around the world are working on making this same technology accessible to everyday people like the pig farmer, like you.

I cofounded one of these companies. Three years ago, together with a fellow biologist and friend of mine, Zeke Alvarez Saavedra, we decided to make personal DNA machines that anyone could use. Our goal was to bring DNA science to more people in new places. We started working in our basements. We had a simple question: What could the world look like if everyone could analyze DNA? We were curious, as curious as you would have been if I had shown you this picture in 1980.

(Laughter)

You would have thought, "Wow! I can now call my Aunt Glenda from the car and wish her a happy birthday. I can call anyone, anytime. This is the future!" Little did you know, you would tap on that phone to make dinner reservations for you and Aunt Glenda to celebrate together. With another tap, you'd be ordering her gift. And yet one more tap, and you'd be "liking" Auntie Glenda on Facebook. And all of this, while sitting on the toilet.

(Laughter)

It is notoriously hard to predict where new technology might take us. And the same is true for personal DNA technology today.

For example, I could never have imagined that a truffle farmer, of all people, would use personal DNA machines. Dr. Paul Thomas grows truffles for a living. We see him pictured here, holding the first UK-cultivated truffle in his hands, on one of his farms. Truffles are this delicacy that stems from a fungus growing on the roots of living trees. And it's a rare fungus. Some species may fetch 3,000,7,000, or more dollars per kilogram. I learned from Paul that the stakes for a truffle farmer can be really high. When he sources new truffles to grow on his farms, he's exposed to the threat of knockoffs -- truffles that look and feel like the real thing, but they're of lower quality. But even to a trained eye like Paul's, even when looked at under a microscope, these truffles can pass for authentic. So in order to grow the highest quality truffles, the ones that chefs all over the world will fight over, Paul has to use DNA analysis. Isn't that mind-blowing? I bet you will never look at that black truffle risotto again without thinking of its genes.

(Laughter)

But personal DNA machines can also save human lives. Professor Ian Goodfellow is a virologist at the University of Cambridge. Last year he traveled to Sierra Leone. When the Ebola outbreak broke out in Western Africa, he quickly realized that doctors there lacked the basic tools to detect and combat disease. Results could take up to a week to come back -- that's way too long for the patients and the families who are suffering. Ian decided to move his lab into Makeni, Sierra Leone. Here we see Ian Goodfellow moving over 10 tons of equipment into a pop-up tent that he would equip to detect and diagnose the virus and sequence it within 24 hours. But here's a surprise: the same equipment that Ian could use at his lab in the UK to sequence and diagnose Ebola, just wouldn't work under these conditions. We're talking 35 Celsius heat and over 90 percent humidity here. But instead, Ian could use personal DNA machines small enough to be placed in front of the air-conditioning unit to keep sequencing the virus and keep saving lives.

This may seem like an extreme place for DNA analysis, but let's move on to an even more extreme environment: outer space. Let's talk about DNA analysis in space. When astronauts live aboard the International Space Station, they're orbiting the planet 250 miles high. They're traveling at 17,000 miles per hour. Picture that -- you're seeing 15 sunsets and sunrises every day. You're also living in microgravity, floating. And under these conditions, our bodies can do funky things. One of these things is that our immune systems get suppressed, making astronauts more prone to infection.

A 16-year-old girl, a high school student from New York, Anna-Sophia Boguraev, wondered whether changes to the DNA of astronauts could be related to this immune suppression, and through a science competition called "Genes In Space," Anna-Sophia designed an experiment to test this hypothesis using a personal DNA machine aboard the International Space Station. Here we see Anna-Sophia on April 8,2016, in Cape Canaveral, watching her experiment launch to the International Space Station. That cloud of smoke is the rocket that brought Anna-Sophia's experiment to the International Space Station, where,three days later, astronaut Tim Peake carried out her experiment -- in microgravity. Personal DNA machines are now aboard the International Space Station, where they can help monitor living conditions and protect the lives of astronauts.

A 16-year-old designing a DNA experiment to protect the lives of astronauts may seem like a rarity, the mark of a child genius. Well, to me, it signals something bigger: that DNA technology is finally within the reach of every one of you.

A few years ago, a college student armed with a personal computer could code an app, an app that is now a social network with more than one billion users. Could we be moving into a world of one personal DNA machine in every home?

I know families who are already living in this reality. The Daniels family, for example, set up a DNA lab in the basement of their suburban Chicago home. This is not a family made of PhD scientists. This is a family like any other. They just like to spend time together doing fun, creative things. By day, Brian is an executive at a private equity firm. At night and on weekends, he experiments with DNA alongside his kids, ages seven and nine, as a way to explore the living world. Last time I called them, they were checking out homegrown produce from the backyard garden. They were testing tomatoes that they had picked, taking the flesh of their skin, putting it in a test tube, mixing it with chemicals to extract DNA and then using their home DNA copier to test those tomatoes for genetically engineered traits.

For the Daniels family, the personal DNA machine is like the chemistry set for the 21st century. Most of us may not yet be diagnosing genetic conditions in our kitchen sinks or doing at-home paternity testing.

(Laughter)

But we've definitely reached a point in history where every one of you could actually get hands-on with DNA in your kitchen. You could copy, paste and analyze DNA and extract meaningful information from it. And it's at times like this that profound transformation is bound to happen; moments when a transformative, powerful technology that was before limited to a select few in the ivory tower, finally becomes within the reach of every one of us, from farmers to schoolchildren. Think about the moment when phones stopped being plugged into the wall by cords, or when computers left the mainframe and entered your home or your office.

The ripples of the personal DNA revolution may be hard to predict, but one thing is certain: revolutions don't go backwards, and DNA technology is already spreading faster than our imagination.

So if you're curious, get up close and personal with DNA -- today. It is in our DNA to be curious.

(Laughter)

Thank you.

(Applause)

あなたが養豚業者だとします フィリピンの小さな養豚場に住んでいて 家畜だけが あなたの家庭を支える 唯一の収入源ですが それも家畜の健康が条件です しかし いつにでも豚の1頭が 豚インフルエンザに 罹るかもしれません 狭い一区画に閉じ込められた 1頭の豚が咳をし 鼻水を垂らせば 直ぐに隣の豚も 咳をし 鼻水を垂らし 養豚場全体に豚インフルエンザが 蔓延するかもしれません それが 質の悪いウィルスであれば たちまちのうちに 群れの健康が侵されます 獣医を呼べば 養豚場にやってきて 豚の鼻や口から サンプルを採取するすることでしょう しかし サンプルは 中央研究所で分析するために 車に積んで 都会まで持ち帰る必要があります 2週間経って 検査結果を聞くことになります 2週間もあれば 感染症が蔓延するのに十分で あなたの生活の術は 奪われてしまいます

でも 別の方法だってあります 現在では 養豚場主は 自らサンプルを採取できます すぐさま豚小屋に入って行って 豚の鼻と口を 小さな試験紙で拭き取り これを小さな試験管に挿入し 化学薬品を混ぜると 豚の鼻や口にあった遺伝物質を 抽出することができます 養豚場を離れることなく 遺伝物質を1滴採取し 靴箱よりも小さい 分析器に入れて 豚インフルエンザ・ウィルスの DNAかRNAを検知するようにプログラムし 1時間も経たない内に結果が得られ これを目で確かめることができます 今や我々は パーソナルDNA分析技術の 時代に生きており こんなことが現実に可能なのです 誰でも実際に自分でDNAを 検査することができます

DNAは生命の世界を支える 遺伝的指令を保持する 基本的な分子です 人間にも 豚にもDNAがあります バクテリアだって ある種のウィルスだって DNAを持っています DNAに記述された遺伝的指令に従い 体は発達し ― 成長し 機能していきます また 同じ遺伝子情報が 病を引き起こす例も多くあります 遺伝子情報は DNA二重らせんという 長くねじれた分子に沿って記され そこには 端から端まで 30億以上の文字が 書き込まれています しかし 意味のある情報が 書き込まれている部分は ― 大抵の場合 とても短く 数十から 数千文字分しか ありません ですから ある疑問に DNAに基づいて答えようとするときに 文字通り これらの30億の全ての文字を 調べる必要はありません 夜中にお腹が減って 電話帳の全ページを 先頭から終わりまでめくって 1行ずつ確かめながら ピザ屋を探し出すようなものですね

(笑)

幸いにも 30年前 人類は 遺伝子情報の 特定の部位を探し出す方法を 編み出しました 素晴らしいDNA分析装置です DNAのどんな部位でも 探し出せます しかし それを探し出しても そのDNA部位はとても小さく しかも 他の多くのDNAに取り囲まれています そこで これらの装置は 対象とする遺伝子を複製し それらを次から次へと 何百万の複製を積み重ねていって 他のDNAに対し目立つようにし 視覚化し 解析し 読み解き 理解し 答えを出せるようにします 自分の豚は インフルエンザに罹患しているのか? 他にも 私のDNAに 疑わしい点はないのか? 癌のリスクは? アイルランド系の 血を引いているのか? あの子は私の子どもなのか?

(笑)

単純なことのように聞こえる DNAの複製技術が この世を変えていきました 科学者たちはこの技術を用いて 日々 病を検出し 処置し 革新的な薬を創り出し 遺伝子組み換え食品を作ったり 食品が安全か それとも致死性のバクテリアで 汚染されているかを評価しています また 裁判官はこれらの装置による 分析結果を法廷で用い DNAによる証拠に基づき 被告が無罪、有罪であるかの判決を下します このDNA複製技術の発明者は 1993年にノーベル化学賞を 受賞しました しかし30年の間 遺伝子分析の威力を利用できるのは 象牙の塔 つまり 博士号を持った大物科学者だけに 限られていました 世界のいくつかの企業が 同じ技術を 養豚業者や皆さんといった 誰にでも使えるものにしようと 努力してきました

私はこのような企業の1つを 他者と共同で創業しました 3年前に 研究仲間で友人でもある 生物学者の ― ジーク・アルバレス・サーベドラと一緒に 誰でも使える パーソナルDNA分析装置を 作ろうと決心しました 目標はDNA科学を 新たな場面で より多くの人々に使えるようにすることでした まずは地下室で始めました 単純な疑問が湧いてきました 誰もがDNAを分析することができたら 世の中はどう変わるだろうか? この写真を ― 皆さんが1980年に見たら抱くであろう 好奇心を我々は抱きました

(笑)

こう思うことでしょう 「わあ~ 今すぐ 車の中から グレンダおばさんに電話を掛けて 『誕生日おめでとう』って言えるし いつでも 誰にでも電話が出来る これぞ未来ね」 仕組みをほとんど知らなくても 携帯電話の画面をタップして グレンダおばさんと 誕生日を祝うために ディナーの予約をし もう一度ボタンを押して プレゼントを注文し さらにもう1度タップして フェイスブックで おばさんに「いいね」ってします これが全て 便座に座りながらできるんです

(笑)

新しい技術が未来をどう変えるか 予測することは 悪名高き難問です 同じことが こんにちの パーソナルDNA分析技術にも当てはまります

例えば あるたった1人の トリュフ栽培農家が パーソナルDNA分析装置を使うなんて 想像できませんでした ポール・トーマス博士は 生計を立てるためにトリュフを育てています この写真に写っている彼は 彼の農場で育てた 英国産初のトリュフを手に持っています トリュフは繊細な植物で 生きた木の根に生息する ある特定のキノコからできたもので とても希少なキノコなのです 種によっては1キログラム当たり 30万から80万円程度します ポールが教えてくれたことは トリュフ農家は とても高いリスクを 背負っているということです 彼の農園で育てるために 新しいトリュフを入手するとき まがい物をつかまされるリスクがあります 見た目にも手触りも 本物であるように思えても 質の低いトリュフもあるのです しかし ポールほどの 経験を積んだ鑑識眼をもってしても 顕微鏡で調べてみても 判定の結果は 本物のトリュフです 世界中のシェフが競って求める 最高品質のトリュフを育てるために ポールはDNA分析に頼ります びっくりしませんか? 黒トリュフのリゾットを見たら 皆さんは きっと遺伝子のことを 思い出すことになるでしょう

(笑)

しかしパーソナルDNA分析装置は 人命を救うこともできます イアン・グッドフェロー博士は ケンブリッジ大学のウィルス学者で 昨年 シエラ・レオネを訪れました エボラ熱が西アフリカで流行した時 医師たちが病気を検知し 処置する術をもっていないことに 彼は気づきました 検査結果が送られてくるまでに 1週間はかかり それは ― 病気に苦しむ患者やその家族にとっては あまりにも長い時間でした イアンはシアラ・レオネのマケニに 研究施設を移すことを決心しました この写真は イアン・グッドフェローが 10トン以上の重さがある機器を 組み立て式テントに運び込んでいるところです これで 彼は24時間以内に ウィルスを検知し 診断を行い 遺伝子配列を決定することが できることでしょう しかし意外なことがありました 英国にあるイアンの研究室では エボラの遺伝子配列を決定し 診断を行うことができるのに 同じ装置が ここの環境では作動しないのです 35度の高温と90%を超える湿度が 原因なのだと 我々は議論しました 代替策としてイアンは パーソナルDNA分析装置を用いました とても小型なので エアコンの前に設置でき ウィルスの遺伝子配列決定を続行し 人々の命を守り続けたのです

ここはDNA分析を行うには 極端な環境にあるかもしれません しかし さらなる極限環境へと お連れしましょう 宇宙空間です 宇宙空間での DNA分析についてお話します 宇宙飛行士は 国際宇宙ステーションで生活します 地球の高度400キロのところを 周回しています 時速約2万8千キロで移動しています 想像してみてください 毎日日の出と日の入りを 15回 目にします ほぼ 無重力状態で 遊泳している状態での生活です このような状況下では 体はちょっと変わった状態になり得ます その1つは 免疫系の働きが抑制され 宇宙飛行士は感染症に 罹りやすくなります

16才の少女 ニューヨーク出身の高校生 アンナ=ソフィア・ボガラエフは 宇宙飛行士のDNAの変化が 免疫系の抑制に 関係しているのではないかと考え 「Genes In Space」(宇宙空間での遺伝子)という科学コンペで 彼女は パーソナルDNA分析装置を 国際宇宙ステーションに搭載することで 仮説を検証するという実験を立案しました この子がアンナ=ソフィアです 2016年4月8日ケープ・カナベラルで 国際宇宙ステーションへの 実験的な打ち上げを眺めています 煙状の雲が ロケットで アンナ=ソフィアの実験装置を 国際宇宙ステーションへと運びました そこでは3日後に 宇宙飛行士のティム・ピークが 微重力下で彼女の実験計画を 実行に移しました パーソナルDNA分析装置は 現在 国際宇宙ステーションに搭載されており 生活条件を監視し 宇宙飛行士の命の保護に 役立てることができます

16才の子が設計した 宇宙飛行士の命を 守るためのDNA実験は 神童の存在を記す 稀な例と思えるかもしれません でも私にとっては より大きなことの予兆と思えます DNA分析技術が ついに皆さんの 手の届く所にやってきたということです

数年前のこと パソコンだけを武器に ある大学生が あるアプリを作りました これは今や10億人以上のユーザーを擁する ソーシャルネットワークを築いています では 我々は各家庭に1台 パーソナルDNA分析装置をもつ 時代に移行するのでしょうか?

現実にそんな生活を送っている 家族を知っています 例えば ダニエルズ一家は シカゴ郊外にある自宅の 地下室にDNAラボを設置しています 博士号をもった 科学者一家ではありません ごく普通の家族です 普通に楽しみ 創造的なことをして 時間を一緒に過ごしているだけです 日中は ブライアンは 未公開株投資会社の役員を務めており 夜間と週末は DNA実験によって 7才と9才になる子供たちと一緒に 生命の世界を探求しています この前 訪問した時 彼らは裏庭で育てた 自家製の農作物を検査していました 摘み取ったトマトを検査していたのです 新鮮な皮の部分を取って これを試験管に入れ DNAを抽出するための化学薬品を混ぜ 家庭用DNA複製装置を使って トマトの遺伝子工学的な特徴を 調べていました

ダニエルズ一家にとっては パーソナルDNA分析装置は 21世紀における 化学実験装置一式のようなものです まだ ほとんどの人は 台所の流しで 遺伝子の状態を診断したり 自宅で 親子関係の検査を してはいないでしょうね

(笑)

しかし 我々は 人類史上初めて 誰でもが台所で 実際に DNA検査をしてみることが可能な時代に 到達したことは間違いありません DNAのコピー・ペーストをして分析を行い そして 有益な情報を そこから取り出すことができます この例のような 重大な変革をもたらす出来事は 時々 必ず起こります 変革を起こすような強力な技術は かつては 象牙の塔だけで利用されていましたが ついに 農園主から 学校の子供たちまで 皆の手の届くところまできたのです 考えてみてください コードで固定された電話が 壁から解放され 大型コンピュータの時代が終焉を迎え 自宅や会社でコンピュータを 使えるようになった時のことを

パーソナルDNA革命が どのような波紋をもたらすのか 予測することは困難ですが 1つ確かなことがあります 革命は後戻りすることはなく DNA分析技術はすでに 想像以上のスピードで普及しています

皆さんも興味を抱いたのならば すぐにでも DNAを身近に感じてみてください 好奇心は我々のDNAに 組み込まれているんですから

(笑)

ありがとうございました

(拍手)

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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