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The DNA Information Age | Stefan Bagby | TEDxBeechenCliffSchool


ben ingegneria proteica e strutturale
la biologia è ciò che potrebbe fare il mio lavoro diurno, ma
non è quello di cui sto parlando stasera
quindi cerca di non essere troppo confuso
parlando dell’età dell’informazione del DNA e
il possibile impatto che a basso costo
informazioni sul DNA facilmente accessibili potrebbero
avere sulla scienza e la società e una rottura
questo giù nel passato il futuro
domanda di benvenuto e presente e
iniziando dal passato il raro istante
di logica in questo discorso
qualcuno sa di avere questo indizio
persona su questa diapositiva che sta barando
Scommetto che stasera così nikola tesla lì
era un inventore che conoscevi trattare
con elettricità e magnetismo e
a quanto pare lui nel 1926 stava prevedendo
Internet così sta dicendo quando tu
hai wireless perfetto hai questo enorme
cervello che è essenzialmente ciò che abbiamo
ora con internet e ancora di più
in modo impressionante lui ha previsto che le persone
starebbe portando in giro nella loro
tasche periferiche per connettersi a e
manipolare questa rete senza fili
rete sì, abbiamo i telefoni cellulari
e li usiamo per connetterci al
internet e se questa è una buona cosa
o non sai che penso che probabilmente lo sono
distruttori passivi dell’attenzione
e forse anche l’infanzia ma e lo so
almeno un insegnante in questa scuola lui
la scuola era d’accordo con quello
quindi il futuro punto interrogativo dove si trova il
futuro, quindi l’internet delle cose potrebbe
già essere con noi in una certa misura così il
idea di avere dispositivi intelligenti e
questi sono collegati e rispondono a
informazioni in tempo reale in modo da poter fare
decisioni informate quindi un potenziale piano
con qualcosa come Internet di
le cose potrebbero essere che dà piacere alla gente
Sig. metti l’ opportunità di inviare questi
Squadre di élite di hacker quindi eccoli qui
arrivando a loro nei Paesi Bassi e
non molto tempo fa e loro potrebbero saperlo
per esempio prova a hackerare la tua smart
tostapane o il vostro bollitore intelligente e bruciare
il tuo bruciatore per toast
e interrompere la grande colazione inglese
manda fuori lavoratori scontenti, così otteniamo
minore rovina economica e produttività
Dominazione del mondo russo, quindi?
un Internet di cose viventi questo potrebbe
essere più di frontiera più futuro più
futuristico quindi è qui che abbiamo noi
ho bisogno di parlare di un’interfaccia
tra tecnologia e biologia così
tra i tuoi telefoni cellulari o dispositivi
come questo di cui parlerò
in un minuto quindi questo è un sequenziatore del DNA
altamente mobile e portatile e cose
come quella per cui se Internet di vivere
le cose è che è ciò che è se possiamo
creiamo una tale rete probabilmente
prevedono l’informazione basata DNA è
andando ad essere una parte importante di questo modo perché
dico che il DNA bene come molti di voi
sapranno che questa è la molecola che è
il progetto della vita è il
molecola che determina come vivere
gli organismi sono costruiti e come operano
e questa molecola come probabilmente sapete
ha questo come questo comprende questi due
fili che scorrono e due paralleli
indicazioni nella sua iconica doppia elica
struttura e cosa tiene questi due
i fili insieme sono coppie di basi
non sono fili opposti e sono questi
per queste basi queste sostanze chimiche
strutture queste per strutture chimiche
quello compone il codice della vita e lo farò
staremo parlando di coppie base in corso
avanti quindi le coppie di basi sono solo queste
queste coppie di basi e il contrario
fili che tengono questi due fili
insieme ed è la sequenza di questi
basa la g80 ec solo quattro tipi di
struttura chimica che determina come noi
sono come siamo costruiti su come operiamo
questa è la molecola del progetto per tutti
organismi viventi in modo che il DNA si trovi in ​​tutti
gli organismi viventi non lo facciamo davvero
considera i virus come viventi
cose che i virus non possono avere una base di RNA
genomi quindi il genoma è quello
materiale genetico nelle cellule viventi
organo
per esempio il genoma di un batterio
un tipico batterio i genomi circa 4
milioni di queste coppie di basi mammiferi lunghi
il genoma è più simile a miliardi di
coppie di basi lunghe piante possono avere anche
genomi più grandi quindi solo gli umani
circa variano dal Tibet di circa 1% in
sequenza del genoma ed essere interessante
sapere se persone come Donald Trump
per esempio mostra una variazione maggiore
di quel 1% che vorresti immaginare
c’è una sorta di spiegazione, ma il DNA
ha un sacco di informazioni in esso dice
tu che cos’è l’organismo se lo è
malato è dannoso sta cambiando
rispondendo all’ambiente così tu
immagina se per questa Internet della vita
le cose e le informazioni basate sul DNA sono
sarà essenziale e questo è un
ancora da un film del 1997, il film Gattaca
che alcuni di voi potrebbero aver visto ma dentro
questo ancora ciò che viene mostrato è quel DNA a
un piccolo campione biologico viene usato come
identificazione e pagamento quindi DNA qui
è analogo ad esempio a un’ostrica
carta sai di averti fatto entrare
Sistema di trasporto di Londra quindi che tipo di
dispositivo è un portare questo questo questo tipo
del mondo basato sul DNA e Internet di
vivendo le cose più vicine e ho già
ti ha mostrato così possiamo avere un’idea del
progressione verso Internet di
vivendo facendo un confronto
tra tecnologia informatica e
analisi biologica sotto forma di DNA
sequenziamento quindi sappiamo che l’ informatica ha
progredito dagli anni 1960 dove
i computer erano grandi cosiddetti mainframe
dispositivi che riempivano le stanze e lo erano
la riserva di pochi privilegiati come
gente come il giovane Bill Gates e oltre
tempo negli ultimi 4050 anni di computer
sono diventati gradualmente più piccoli fino a noi
portarsi dietro nelle nostre tasche degli smartphone
con più potenza di calcolo di
mainframe e persino informatica da indossare
dispositivi così la biologia in gran parte in termini di
Il sequenziamento del DNA è stato bloccato dal vivo
mondo mainframe fino agli ultimi anni
una compagnia britannica ha portato questi
sequenze molto piccole è un mainframe
sequenze di DNA biologia fino a poco tempo fa
sono stati anche macchine molto grandi
quelli che stanno sul pavimento come questo
uno qui o macchine da banco e loro
richiede un grande laboratorio di analisi di capitale
operatori addestrati all’infrastruttura e
è dove siamo stati fino a poco tempo fa
gli ultimi anni e poi un inglese
società tecnologia britannica e di solito
forse hanno tirato fuori proprio queste
sequenziamento del DNA piccolo ma molto potente
dispositivi e sono così questo un esempio
li chiamano in ferro e tu solo
ho bisogno di uno strumento portatile per eseguire questo e te
può portarlo in giro
queste sono le sequenze da banco se tu
se li muovi in ​​giro, tu
invalida la garanzia quindi sono
sono l’opposto del mobile e quindi
nel prossimo futuro vedremo anche
sequenze più piccole che funzionano attraverso
il tuo telefono cellulare quindi lo sta portando
immergi questa Internet degli esseri viventi
più vicino così puoi considerare questo come
una democratizzazione del sequenziamento del DNA o
Informazioni basate sul DNA quindi queste
i dispositivi di sequenziamento sono ancora in gran parte
preservare ricercatori e ricerca
laboratori ma puoi immaginare anni nel
futuro che può essere nelle nostre case troppo
leggeranno continuamente
monitoraggio del contenuto microbico di
la tua riserva d’acqua che potresti usare
loro per dire se devi battere
gli hamburger che stai mettendo sul tuo
grigliate al 100% di manzo o 95
manzo per cento dal 5% di cavallo che ti dice
se il cibo è contaminato da loro
potrebbe essere nei tuoi ambulatori di GP in
ospedali anche nei laboratori scolastici delle scuole
certamente laboratori universitari per la pratica
classi in modo che potenzialmente sia il
futuro questo informazioni basate sul DNA
Rete
e proprio per questo solo per finire il
presente, parlaci un po ‘del
ricerca che stiamo facendo con questi questi
queste sequenze genomiche all’Università
di Bath e come i miei co-presentatori sono
lì per venire giù per la collina così una cosa
Dovrei dirvi è se siete
sequenziamento del contenuto genetico di un
organismo il suo genoma tu non lo fai
sequenza che i quattro milioni di basi di
il genoma di un batterio per
esempio in un colpo solo in un pezzo grande
che lei esprime è rottura che
genoma fino a migliaia o addirittura
milioni di pezzi più piccoli e poi tu
sequenza quei piccoli pezzi e poi
il tuo lavoro alla fine di quel sequenziamento
è mettere tutte queste sequenze di tutti
questi piccoli frammenti di nuovo insieme
l’ordine giusto in modo da ottenere il corretto
sequenza del genoma del tuo organismo e così via
hai una sorta di puzzle a
Alla fine si scopre il mainframe
sequenze che queste macchine molto grandi possono
solo sequenza di frammenti relativamente piccoli
del DNA quindi centinaia di basi lunghe o
migliaia di basi a lungo quindi se guardi
al cromosoma umano puoi vederlo
la base si accoppia così un pezzo di DNA
approssimativamente, questo è tutto ciò che può
essere sequenza di questi enormi sequenziamenti del DNA
macchine costava centinaia di migliaia
di sterline di soldi ma si scopre
queste piccole sequenze di DNA che puoi
portare in giro in tasca usano a
tecnologia chiamata sequenziamento dei nanopori
che consente loro di eseguire molte sequenze
più grandi frammenti di DNA quindi centinaia di
migliaia di basi o addirittura milioni di
basi lunghe e perché è così importante
bene per esempio in malattie genetiche e
cose come il cancro che ottieni
riarrangiamenti nel gene e dove
grandi blocchi di spostamento genoma vicino
ottieni duplicazioni di blocchi di
genoma e l’unico modo in cui puoi
caratterizzano questi riarrangiamenti e
I cambiamenti strutturali nei genomi sono passati
sequenziamento a lungo letto che è ciò che questi
nanopori cosiddetti nanopori
le sequenze basate sulla tecnologia possono fare
quindi sono dispositivi molto potenti così
allo stesso modo quando fai questo lavoro
il puzzle alla fine di
sequenziando tutti questi frammenti questi
hai fatto demolire il genoma in
devi rimetterli in
ordine corretto se si usano letture brevi
sequenziamento quindi hai 4 milioni
genoma batterico di coppia di basi e potresti
spezzalo in 80.000 pezzi
hai un puzzle di 80mila pezzi
puzzle alla fine essenzialmente penso
sarete d’accordo che è piuttosto impegnativo
puzzle probabilmente da tua nonna
o qualcosa del genere, ma se usi il nanopore
sequenze di queste piccole sequenze che puoi
puoi sequenziare frammenti molto più grandi
di DNA e quindi il tuo puzzle
problema di assemblaggio di puzzle alla fine è
molto più semplice quindi in teoria puoi farlo
sequenza di otto bit di DNA che ciascun
500.000 basi lunghe e quindi hai solo
ho un puzzle di otto pezzi al
fine quindi il problema è molto più facile con
questa tecnologia di sequenziamento così siamo
usando queste sequenze per guardare a
batterio che causa la pertosse e
Stavo solo parlando con David e lui ha detto
ha avuto pertosse e nel pre
giorni di vaccinazione era molto comune
infezione ma è stato introdotto il vaccino
Anni ’50 e puoi vedere il numero di
i casi di pertosse diminuiscono a
scogliera è stato molto costante nel
decenni da quando ci sono stati spaventi nel
Anni ’70 e ’80 circa la causa del vaccino
danno cerebrale nei bambini, quindi vaccinazione
è diventato il tasso di vaccinazione è andato giù alcuni
più casi di pertosse come il risultato
ma nei primi anni 2000 era il vaccino
cambiato da includere le cellule uccise
cellule di Bordetella pertussis il
il batterio a solo un po ‘di un piccolo
numero di proteine ​​dal batterio così
questo è il cosiddetto vaccino acellulare
così nella maggior parte dei paesi sviluppati oggigiorno
il DTP vaccina la pertosse
componente è proteine dal batterio
e dal momento che è stato introdotto è stato un
riemergenza di pertosse
quindi puoi vedere qui particolarmente tra
bambini con meno di un anno di età del
il tasso di incidenti nel 2010 2016 è aumentato
è un’infezione particolarmente sgradevole in
bambini e poi c’è un focolaio uka
nel 2012 quindi non sappiamo se il
il batterio è evoluto e sta diventando
resistente alla versione attuale del
vaccino e questo è il tipo di domanda
stiamo cercando di affrontare questo
tecnologia di sequencing lì perché è
così a buon mercato che possiamo farlo nel nostro laboratorio
altrimenti non avremmo accesso a
questa tecnologia quindi stiamo sequenziando
ceppi dello scoppio del 2012 di
Bordetella pertosse o pertosse
e questi sono trame per due del Regno Unito
ceppi 38 in 48 e questo blip in
trama per questo ceppo del Regno Unito 48 è un
indicazione che potrebbe esserci un
duplicazione nel genoma quindi una parte di
questo genoma è presente in più di uno
copiare potenzialmente e l’unico modo per
allenati e determina se è così
veramente il caso e dove
la duplicazione è l’uso di DNA a lunga lettura
sequenziamento per esempio nel Regno Unito 38
se è ognuno di questi rettangoli colorati
rappresenta i frammenti che hai
rotto in e poi rimesso
insieme quindi UK 48 potenzialmente come a
duplicazione del rettangolo che ho
mostrato in giallo quindi non lo facciamo
seconda copia della parte gialla di
il genoma potrebbe essere presente qui o
potrebbe essere presente qui purtroppo
il giallo si presenta molto più di questo
dovrebbe, ma l’idea è che hai bisogno
lunghe letture per essere in grado di capire dove
queste duplicazioni sono e se possiamo
verificare dove sono le duplicazioni e
se sono lì , allora possiamo
capire se questi stanno causando il
batterio per essere più virulento o darglielo
un vantaggio competitivo e quindi siamo
cercando di sfruttare
la portabilità di queste sequenze di DNA
sono così piccoli che puoi portarli
in tutto il mondo, quindi stiamo formando a
collaborazione con ricercatori in Paraguay
usare queste sequenze per migliorare il nostro
comprensione e controllo di Chagas
malattia che è una malattia che è quella
portato da questi insetti cerca di significare
bug i cosiddetti bachi bacianti perché
quello che fanno è che a loro piace prendere un
farina di sangue dalle persone mordendole
i loro volti mentre dormono e
poi lasciano le feci attorno alla ferita
e quando la persona si sveglia
grattate il prurito che feriva e le feci
essere strofinato nella ferita e un parassita
quello è portato in queste feci del
l’insetto entra nel flusso sanguigno e
anni questo può essere asintomatico per anni
e poi anni dopo si presenta come un
un po ‘come un problema cardiaco cronico o
complicazioni gastrointestinali e questo
colpisce circa 10 milioni di persone in
in gran parte nelle parti più povere del sud
Paesi americani, quindi possiamo prenderli
sequenze sul campo e tu no
bisogno di una grande infrastruttura di laboratorio e il
smidge sulla versione più piccola sarà
sarai in grado di farlo attraverso a
il cellulare è un altro di loro
grandi vantaggi lunghe letture
e portabilità e sta portando questo
idea di Internet degli esseri viventi
entro i regni delle possibilità e
finalmente in un discorso scientifico a tutti voi
Stanker le persone che effettivamente fanno il
lavoro perché mi siedo nel mio ufficio e
Mangio i miei panini così Natalie è dottore di ricerca
studente sta lavorando a fare il proiettile
bullet Ella pertussis che sequenzia Andy
Preston è il mio collega e ha trascorso
20 anni dispari studiando Bordetella
pertosse questo batterio che causa
Nick per la pertosse è lì molto
personaggio interessante suo nonno
c’era un nuotatore olimpico americano
e medaglia d’oro è possibile aggiungere off
Hitler alle Olimpiadi del 1936 e morì
solo l’anno scorso penso che sia il nonno
Nick è ancora vivo e sta preparando
questa partnership con
ricerca in Paraguay un altro sud
Paesi americani, quindi possiamo provare e
aiutare queste persone con Chagas
malattia e poi finalmente mi piacerebbe
riconoscere alcuni collaboratori a
Università della California, Santa Cruz
ci ha aiutato a ottenere questo sequenziamento di nanopori
la tecnologia funziona e quindi è necessario
potenza del computer quindi la ricerca medica
Il Consiglio fornisce un cloud computing
risorsa che noi utilizziamo così
frontiera Non so cosa ci sia
Internet degli esseri viventi forse, ma lo farei
piacere di ringraziare tanto loro sono i
studenti e insegnanti per l’organizzazione
speriamo che sia stato divertente
evento e grazie a tutti per l’ascolto
[Applausi]
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