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TED2006

Joe DeRisi: Solving medical mysteries

ジョー・デリシ:ウイルス・スキャンが解く医学の謎

February 2, 2006

生化学者 ジョー・デリシがDNAを使った驚くべきウィルス診断法そして病気の治療法を紹介します。デリシ博士の研究はマラリア、 SARS、 鳥インフルエンザの研究や、60%を占める通常の原因不明のウイルス感染の解明に役立つことが期待されます。

Joe DeRisi - Biochemist
Joe DeRisi hunts for the genes that make us sick. At his lab, he works to understand the genome of Plasmodium falciparum, the deadliest form of malaria. Full bio

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Double-click the English subtitles below to play the video.
How can we investigate
どうしたら私たちの周りにある
00:12
this flora of viruses that surround us, and aid medicine?
様々なウイルスを調べ
医療に役立てられるでしょうか?
00:15
How can we turn our cumulative knowledge of virology
また 膨大なウイルス学の知識を
00:20
into a simple, hand-held, single diagnostic assay?
ひとつの ポータブルな検査に
まとめられるでしょうか?
00:24
I want to turn everything we know right now about detecting viruses
ウイルスや
ウイルス検出知識の全てを
00:28
and the spectrum of viruses that are out there
例えばこのような
00:31
into, let's say, a small chip.
小さなチップに凝縮したいと考えています
00:33
When we started thinking about this project --
このようなプロジェクト--
00:36
how we would make a single diagnostic assay
ひとつの検査で
00:38
to screen for all pathogens simultaneously --
同時に 多種の病原体を
検知する考えには
00:41
well, there's some problems with this idea.
通常 いくつかの問題があります
00:44
First of all, viruses are pretty complex,
ウイルスはかなり複雑な上
00:46
but they're also evolving very fast.
急速に進化しています
00:50
This is a picornavirus.
これはピコルナウイルスです
00:54
Picornaviruses -- these are things that include
ピコルナウイルスの仲間には
00:55
the common cold and polio, things like this.
感冒やポリオを引き起こすものもあります
00:57
You're looking at the outside shell of the virus,
これはウイルスの外観です
01:00
and the yellow color here are those parts of the virus
黄色い部分はウイルスの
01:02
that are evolving very, very fast,
急速に進化している部分です
01:05
and the blue parts are not evolving very fast.
青い部分は急激に変化していません
01:07
When people think about making pan-viral detection reagents,
幅広いウイルス検出の
試薬の開発では
01:09
usually it's the fast-evolving problem that's an issue,
ウイルスが常に進化し続けていることが
01:12
because how can we detect things if they're always changing?
問題になるものです
01:16
But evolution is a balance:
しかし進化にはバランスがあり
01:18
where you have fast change, you also have ultra-conservation --
激しく進化する部分がある一方で
01:20
things that almost never change.
ほとんど変化しない部分もあります
01:24
And so we looked into this a little more carefully,
そこで 我々は ここに注目しました
01:26
and I'm going to show you data now.
データをお見せします
01:29
This is just some stuff you can do on the computer from the desktop.
皆さんも パソコンで
できるものです
01:30
I took a bunch of these small picornaviruses,
感冒やポリオなどを引き起こす
01:33
like the common cold, like polio and so on,
様々なピコルナウイルスの
01:35
and I just broke them down into small segments.
ゲノムを細かく区分しました
01:37
And so took this first example, which is called coxsackievirus,
まず コクサッキーウイルスの例ですが
01:41
and just break it into small windows.
細かく分けた塩基配列の
01:44
And I'm coloring these small windows blue
青で示した部分は
01:46
if another virus shares an identical sequence in its genome
他のウイルスにも共通の
ゲノム配列です
01:48
to that virus.
他のウイルスにも共通の
ゲノム配列です
01:53
These sequences right up here --
ここの配列を見てください
01:54
which don't even code for protein, by the way --
タンパク質のコードでは
ありませんが
01:56
are almost absolutely identical across all of these,
この種のウイルス全体に
見られます
01:58
so I could use this sequence as a marker
この配列をマーカーとすれば
02:01
to detect a wide spectrum of viruses,
個々のウイルスの検出を行わずに
02:05
without having to make something individual.
この種に属するウイルスを
幅広く検出できます
02:07
Now, over here there's great diversity:
この辺は 配列が多様な
02:10
that's where things are evolving fast.
急速に進化している場所です
02:12
Down here you can see slower evolution: less diversity.
ゆっくり進化している部分では
多様性が少ないのです
02:14
Now, by the time we get out here to, let's say,
一方で 例えば
02:18
acute bee paralysis virus --
ミツバチ麻痺ウイルスには
02:20
probably a bad one to have if you're a bee ---
ミツバチなら避けたいウイルスですが
02:22
this virus shares almost no similarity to coxsackievirus,
コクサッキーウイルスとの共通点は
ほとんど ありません
02:24
but I can guarantee you that the sequences that are most conserved
でも このような 共通性の少ない
画面右側のウイルスでも
02:29
among these viruses on the right-hand of the screen
保存されている領域は
02:33
are in identical regions right up here.
この部分であるはずです
02:35
And so we can encapsulate these regions of ultra-conservation
そこでこの「保存されている領域」を取り出し
02:38
through evolution -- how these viruses evolved --
これらの 進化上 変化のごく少ない
02:41
by just choosing DNA elements or RNA elements
DNA やRNA の領域を
02:44
in these regions to represent on our chip as detection reagents.
検査用チップの検出に
使うことができます
02:47
OK, so that's what we did, but how are we going to do that?
では どうやってこのチップを作ったか
02:51
Well, for a long time, since I was in graduate school,
大学院生だったころから
02:54
I've been messing around making DNA chips --
DNAチップの作成を
いろいろ試していました
02:56
that is, printing DNA on glass.
DNAをガラスにプリントするのです
02:59
And that's what you see here:
小さな白い点が
03:01
These little salt spots are just DNA tacked onto glass,
ガラス上のDNAです
03:02
and so I can put thousands of these on our glass chip
何千ものDNAをガラスのチップにのせて
03:05
and use them as a detection reagent.
検出試薬として使用できるのです
03:08
We took our chip over to Hewlett-Packard
チップをヒューレットパッカード社にある
03:10
and used their atomic force microscope on one of these spots,
原子間力顕微鏡を使って
見てみると
03:12
and this is what you see:
原子間力顕微鏡を使って
見てみると
03:14
you can actually see the strands of DNA lying flat on the glass here.
DNA鎖がガラスの上に
並んでいるのが見えます
03:16
So, what we're doing is just printing DNA on glass --
ガラスにDNAをプリントしているのです
03:19
little flat things -- and these are going to be markers for pathogens.
これらのDNA鎖が
病原体のマーカーとなります
03:22
OK, I make little robots in lab to make these chips,
チップを作る小型ロボットも作っています
03:26
and I'm really big on disseminating technology.
テクノロジーの普及は
とても大切だと思います
03:29
If you've got enough money to buy just a Camry,
カムリ級の車を買う
お金があれば
03:32
you can build one of these too,
このロボットがつくれます
03:35
and so we put a deep how-to guide on the Web, totally free,
ウェブ上に無料で
詳しい作り方を載せていますので
03:37
with basically order-off-the-shelf parts.
市販の部品を使って 皆さんも
03:41
You can build a DNA array machine in your garage.
自宅のガレージで
DNAチップ製造機が作れるわけです
03:43
Here's the section on the all-important emergency stop switch.
これは緊急停止ボタンのつくり方です
03:46
(Laughter)
(笑)
03:49
Every important machine's got to have a big red button.
どんな重要な機械も大きな赤いボタンが必要です
03:51
But really, it's pretty robust.
とてもがっしりした機械です
03:54
You can actually be making DNA chips in your garage
ガレージでDNAのチップが作れるのです
03:56
and decoding some genetic programs pretty rapidly. It's a lot of fun.
遺伝子のプログラムをすばやく解読できて
とっても楽しいですよ
03:59
(Laughter)
(笑)
04:03
And so what we did -- and this is a really cool project --
とても素晴らしい プロジェクトです
04:04
we just started by making a respiratory virus chip.
呼吸器系ウイルスチップ の作製も
04:08
I talked about that --
始めました
04:10
you know, that situation where you go into the clinic
病院に行っても 診断がつかないことが
ありますよね
04:12
and you don't get diagnosed?
病院に行っても 診断がつかないことが
ありますよね
04:14
Well, we just put basically all the human respiratory viruses
そこで 呼吸器ウイルス全てと
04:16
on one chip, and we threw in herpes virus for good measure --
念のためにヘルペスウイルスも
ひとつのチップにのせました
04:18
I mean, why not?
念のためにヘルペスウイルスも
ひとつのチップにのせました
04:21
The first thing you do as a scientist is,
科学の研究でまず大切なのが
04:22
you make sure stuff works.
実験の有効性を確かめることです
04:24
And so what we did is, we take tissue culture cells
そこで 組織培養細胞を
04:25
and infect them with various viruses,
様々なウイルスに感染させ
04:28
and we take the stuff and fluorescently label the nucleic acid,
培養細胞から取り出した
ウイルスの遺伝物質である
04:30
the genetic material that comes out of these tissue culture cells --
核酸に蛍光のラベルをつけ
04:34
mostly viral stuff -- and stick it on the array to see where it sticks.
DNAチップのどこにくっつくか
調べました
04:37
Now, if the DNA sequences match, they'll stick together,
DNA配列が合えば くっつくので
04:41
and so we can look at spots.
チップ上の点を見て
04:43
And if spots light up, we know there's a certain virus in there.
光っていれば特定のウイルスがあることがわかります
04:45
That's what one of these chips really looks like,
これがそのチップです
04:47
and these red spots are, in fact, signals coming from the virus.
赤い点はウイルスからの信号です
04:49
And each spot represents a different family of virus
それぞれの点は
違う種のウイルスを表しています
04:52
or species of virus.
それぞれの点は
違う種のウイルスを表しています
04:55
And so, that's a hard way to look at things,
これを見ても解りにくいので
04:56
so I'm just going to encode things as a little barcode,
ウイルスの種ごとに
短いバーコードで表示して
04:58
grouped by family, so you can see the results in a very intuitive way.
結果が直観的に得られるようにします
05:00
What we did is, we took tissue culture cells
アデノウイルスに感染させた
05:04
and infected them with adenovirus,
組織培養細胞を調べてみると
05:06
and you can see this little yellow barcode next to adenovirus.
アデノウイルスの所に黄色いバーコードが見えるでしょう
05:08
And, likewise, we infected them with parainfluenza-3 --
パラインフルエンザ3型の感染細胞の場合は
05:12
that's a paramyxovirus -- and you see a little barcode here.
ここに小さなバーコード
05:15
And then we did respiratory syncytial virus.
RSウイルスでも試しました
05:17
That's the scourge of daycare centers everywhere --
このウイルスは全国の保育所の
悩みの種です
05:20
it's like boogeremia, basically.
このウイルスは全国の保育所の
悩みの種です
05:22
(Laughter)
(笑)
05:24
You can see that this barcode is the same family,
同じ仲間であっても
05:25
but it's distinct from parainfluenza-3,
重症になる パラインフルエンザ3型とは
全く違うのがわかります
05:29
which gives you a very bad cold.
重症になる パラインフルエンザ3型とは
全く違うのがわかります
05:31
And so we're getting unique signatures, a fingerprint for each virus.
ウイルスの指紋といえる
独特のサインが得られるのです
05:33
Polio and rhino: they're in the same family, very close to each other.
ポリオとライノウイルスも仲間で
とても似ています
05:36
Rhino's the common cold, and you all know what polio is,
ライノウィルスは感冒の原因
ポリオはご存じのとおり
05:39
and you can see that these signatures are distinct.
でも それぞれを区別することができます
05:41
And Kaposi's sarcoma-associated herpes virus
カポジ肉腫関連ヘルペスウイルスが
05:44
gives a nice signature down here.
独特のサインを示しています
05:47
And so it is not any one stripe or something
ひとつの縞模様ではなく
05:49
that tells me I have a virus of a particular type here;
バーコードひとかたまりを見ることで
05:51
it's the barcode that in bulk represents the whole thing.
ウイルスの全体像がわかるのです
05:53
All right, I can see a rhinovirus --
さて ライノウイルス に注目します
05:57
and here's the blow-up of the rhinovirus's little barcode --
ライノウイルスのバーコードを
拡大したものです
05:59
but what about different rhinoviruses?
異なるライノウイルスはどうでしょう
06:01
How do I know which rhinovirus I have?
どの種に感染しているか
分かるでしょうか?
06:03
There're 102 known variants of the common cold,
研究者が集めた限りでは
06:05
and there're only 102 because people got bored collecting them:
感冒には102種類ものウイルスが関連しています
06:08
there are just new ones every year.
毎年 新しいウイルスが見つかります
06:11
And so, here are four different rhinoviruses,
ここには4種類のライノウイルスがあります
06:13
and you can see, even with your eye,
肉眼でも
06:15
without any fancy computer pattern-matching
パターン照合を行う複雑なコンピューターの
06:17
recognition software algorithms,
認識ソフトアルゴリズムがなくても
06:19
that you can distinguish each one of these barcodes from each other.
バーコードを識別することができます
06:21
Now, this is kind of a cheap shot,
でも これでは研究として
十分とは言えません
06:24
because I know what the genetic sequence of all these rhinoviruses is,
ここにある ライノウイルスの
遺伝子配列を知っているので
06:26
and I in fact designed the chip
特にそれらの識別用に
06:29
expressly to be able to tell them apart,
チップをデザインすれば良かったからです
06:30
but what about rhinoviruses that have never seen a genetic sequencer?
では 遺伝子配列が解析されていない
ものではどうでしょう?
06:32
We don't know what the sequence is; just pull them out of the field.
新しく見つかったものの配列は
わかりません
06:36
So, here are four rhinoviruses
この4つのライノウイルスは
06:38
we never knew anything about --
未知のもので
06:40
no one's ever sequenced them -- and you can also see
配列も解析されていませんが
06:42
that you get unique and distinguishable patterns.
それぞれ独特のパターンを
持っています
06:45
You can imagine building up some library, whether real or virtual,
全てのウイルスの「指紋」を収集し
06:47
of fingerprints of essentially every virus.
ネット上などにまとめることが
できるかもしれません
06:50
But that's, again, shooting fish in a barrel, you know, right?
でもこれもまだ生簀で魚釣りをする程
簡単すぎます
06:52
You have tissue culture cells. There are a ton of viruses.
組織培養したウイルスではなく
06:55
What about real people?
実際の人間にも
この方法は有効でしょうか?
06:57
You can't control real people, as you probably know.
人間の状況はそれぞれ違い
06:59
You have no idea what someone's going to cough into a cup,
採取する唾液や痰などにも
何が混じっているかわかりません
07:01
and it's probably really complex, right?
しかも とても複雑です
07:05
It could have lots of bacteria, it could have more than one virus,
たくさんのウイルスや細菌
07:08
and it certainly has host genetic material.
またホスト遺伝物質も持っています
07:11
So how do we deal with this?
では どうすれば
07:13
And how do we do the positive control here?
テストの有効性を
証明する人間が作れるか?
07:14
Well, it's pretty simple.
実は簡単です
07:16
That's me, getting a nasal lavage.
私が鼻洗浄を受けているところです
07:18
And the idea is, let's experimentally inoculate people with virus.
要は 試験的にウイルスを植え付けるのです
07:20
This is all IRB-approved, by the way; they got paid.
治験審査委員会の承認済みですし
報酬も払っています
07:25
And basically we experimentally inoculate people
基本的には 感冒ウイルスを
07:30
with the common cold virus.
植え付けます
07:33
Or, even better, let's just take people
もっと良いのは 患者を救急室から
07:34
right out of the emergency room --
連れてくることです
07:36
undefined, community-acquired respiratory tract infections.
原因不明の気道感染症の患者です
07:37
You have no idea what walks in through the door.
本当にいろいろなものが
病院にはやってきます
07:41
So, let's start off with the positive control first,
では菌を植えつけた人から始めましょう
07:43
where we know the person was healthy.
健康な人の
07:46
They got a shot of virus up the nose,
鼻からウイルスを注入すると
07:48
let's see what happens.
どうなるか見てみましょう
07:50
Day zero: nothing happening.
初日:何も起こっていません
07:51
They're healthy; they're clean -- it's amazing.
健康でウイルスもみつかりません
07:53
Actually, we thought the nasal tract might be full of viruses
健康な人でも鼻道には様々なウイルスが
あると思っていたのに
07:55
even when you're walking around healthy.
健康な人でも鼻道には様々なウイルスが
あると思っていたのに
07:57
It's pretty clean. If you're healthy, you're pretty healthy.
ほとんど何もありません
健康な人は健康なんです
07:58
Day two: we get a very robust rhinovirus pattern,
2日目:はっきりした
ライノウイルスのパターンが見られます
08:00
and it's very similar to what we get in the lab
研究室の組織培養のものと
とても似ています
08:04
doing our tissue culture experiment.
素晴らしいパターンが見える
08:06
So that's great, but again, cheap shot, right?
でも まだこれも 実験としては
ずるをしているようなものです
08:07
We put a ton of virus up this guy's nose. So --
膨大な量のウイルスを
植えつけたんですから
08:10
(Laughter)
(笑)
08:12
-- I mean, we wanted it to work. He really had a cold.
実験成功のためでしたが
実際 彼は風邪をひいてしまいました
08:13
So, how about the people who walk in off the street?
では 病院に来る患者はどうでしょう
08:17
Here are two individuals represented by their anonymous ID codes.
匿名IDで識別される2名の患者です
08:21
They both have rhinoviruses; we've never seen this pattern in lab.
2人ともライノウイルスに感染しています
08:23
We sequenced part of their viruses;
かつて誰も見たことのない
08:27
they're new rhinoviruses no one's actually even seen.
新しいライノウイルスです
08:29
Remember, our evolutionary-conserved sequences
先ほどの 進化の中で保持された配列
08:32
we're using on this array allow us to detect
この配列を使えば
08:34
even novel or uncharacterized viruses,
稀で未知なウイルスも検知できます
08:36
because we pick what is conserved throughout evolution.
進化を経ても保持された部分を調べるからです
08:38
Here's another guy. You can play the diagnosis game yourself here.
ちょっと診断ゲームをしてみましょう
08:42
These different blocks represent
ここに示したウィルスたちは
08:45
the different viruses in this paramyxovirus family,
パラミクソウイルスの仲間です
08:47
so you can kind of go down the blocks
それぞれのウイルスの
08:49
and see where the signal is.
どれに反応が出ているでしょうか
08:50
Well, doesn't have canine distemper; that's probably good.
幸い犬ジステンパーではない様です
08:52
(Laughter)
(笑)
08:55
But by the time you get to block nine,
しかし9番を見てみると
08:57
you see that respiratory syncytial virus.
RSウイルスが発見できます
08:59
Maybe they have kids. And then you can see, also,
家に小さなお子さんが
いるのかもしれません
09:01
the family member that's related: RSVB is showing up here.
また 関連したウイルスのRSVBも見つかりました
09:04
So, that's great.
すばらしいです
09:06
Here's another individual, sampled on two separate days --
こちらの患者から別々の日に
09:07
repeat visits to the clinic.
2回サンプルを採取しました
09:10
This individual has parainfluenza-1,
パラインフルエンザ1型を患っていました
09:12
and you can see that there's a little stripe over here
ここに見える 縞でわかるのは
09:15
for Sendai virus: that's mouse parainfluenza.
センダイウイルス
マウスパラインフルエンザの一種です
09:17
The genetic relationships are very close there. That's a lot of fun.
遺伝的関連性が非常にあり 面白いでしょう
09:20
So, we built out the chip.
今まで
09:24
We made a chip that has every known virus ever discovered on it.
発見された全てのウイルス
09:25
Why not? Every plant virus, every insect virus, every marine virus.
植物ウイルス 昆虫ウイルス 海洋ウイルス
09:29
Everything that we could get out of GenBank --
国の遺伝子データバンクから得られる
09:32
that is, the national repository of sequences.
すべての配列を
このチップに収めました
09:34
Now we're using this chip. And what are we using it for?
このようなチップの用途を説明します
09:36
Well, first of all, when you have a big chip like this,
この様な膨大なチップは
09:39
you need a little bit more informatics,
調べるのも大変なので
09:41
so we designed the system to do automatic diagnosis.
自動診断ができるシステムを考案しました
09:43
And the idea is that we simply have virtual patterns,
仮想のパターンを使うシステムです
09:45
because we're never going to get samples of every virus --
全てのウイルスのサンプルを得るのは
09:48
it would be virtually impossible. But we can get virtual patterns,
不可能ですが
仮想パターンを使って
09:50
and compare them to our observed result --
実際の結果と比較し
09:53
which is a very complex mixture -- and come up with some sort of score
とても複雑なパターンを
点数化するわけです
09:55
of how likely it is this is a rhinovirus or something.
それがライノウイルスである可能性はどれくらいか?
09:59
And this is what this looks like.
という具合にです
10:02
If, for example, you used a cell culture
例えばパピローマウイルスに
10:04
that's chronically infected with papilloma,
感染している培養細胞を使い
10:06
you get a little computer readout here,
コンピューター解析してみます
10:08
and our algorithm says it's probably papilloma type 18.
アルゴリズムが示したのは
パピローマ18型
10:10
And that is, in fact, what these particular cell cultures
まさに この培養細胞が
10:14
are chronically infected with.
感染しているウイルスでした
10:16
So let's do something a little bit harder.
少々難しい課題に挑戦しましょう
10:18
We put the beeper in the clinic.
私たちは 診断がつかない患者が
10:20
When somebody shows up, and the hospital doesn't know what to do
病院に来た時に連絡するよう
10:21
because they can't diagnose it, they call us.
サンフランシスコ近郊の病院に
10:24
That's the idea, and we're setting this up in the Bay Area.
頼んであります
10:26
And so, this case report happened three weeks ago.
3週間前にあったケースです
10:28
We have a 28-year-old healthy woman, no travel history,
喫煙も飲酒もしない
10:30
[unclear], doesn't smoke, doesn't drink.
旅行歴のない健康な28歳の女性です
10:33
10-day history of fevers, night sweats, bloody sputum --
症状は 10日間の発熱
寝汗に血痰
10:36
she's coughing up blood -- muscle pain.
血痰を伴う咳や
筋肉痛もありました
10:40
She went to the clinic, and they gave her antibiotics
病院へ行き 抗生物質を処方されました
10:42
and then sent her home.
そして帰宅
10:46
She came back after ten days of fever, right? Still has the fever,
ところが熱は下がらず
10日後 再び病院へ行くと
10:47
and she's hypoxic -- she doesn't have much oxygen in her lungs.
肺に十分な酸素が取り込めなくなっていました
10:51
They did a CT scan.
CTスキャンの結果です
10:54
A normal lung is all sort of dark and black here.
健康な肺は全体的に黒っぽく写ります
10:55
All this white stuff -- it's not good.
白い影は良くない所です
10:59
This sort of tree and bud formation indicates there's inflammation;
この木とつぼみのような影は 炎症です
11:01
there's likely to be infection.
感染を示唆しています
11:04
OK. So, the patient was treated then
第3世代セファロスポリン系抗生物質や
11:06
with a third-generation cephalosporin antibiotic and doxycycline,
ドキシサイクリンを投与し3日経っても
11:09
and on day three, it didn't help: she had progressed to acute failure.
効果がなく
呼吸不全に陥り
11:13
They had to intubate her, so they put a tube down her throat
喉から管を入れて
11:17
and they began to mechanically ventilate her.
人工呼吸機器を装着しました
11:20
She could no longer breathe for herself.
自分では呼吸できない状態だったのです
11:21
What to do next? Don't know.
次の手段もわからないまま
11:23
Switch antibiotics: so they switched to another antibiotic,
さらに抗生物質を変えた末
11:25
Tamiflu.
なぜインフルエンザだと
11:28
It's not clear why they thought she had the flu,
思ったのかわかりませんが
11:30
but they switched to Tamiflu.
タミフルが処方されました
11:32
And on day six, they basically threw in the towel.
6日目には最後の手段である
11:34
You do an open lung biopsy when you've got no other options.
死亡率8%の
11:36
There's an eight percent mortality rate with just doing this procedure,
開胸肺生検が行われました
11:40
and so basically -- and what do they learn from it?
何がわかったのでしょうか?
11:42
You're looking at her open lung biopsy.
これが検査結果です
11:45
And I'm no pathologist, but you can't tell much from this.
多くの腫脹や炎症があることしか
11:47
All you can tell is, there's a lot of swelling: bronchiolitis.
分かりませんでした
11:49
It was "unrevealing": that's the pathologist's report.
結論は「原因不明」
11:52
And so, what did they test her for?
病院独自の検査で
11:55
They have their own tests, of course,
70種類以上の分析が
11:58
and so they tested her for over 70 different assays,
行われました
11:59
for every sort of bacteria and fungus and viral assay
細菌・カビ類・ウイルスに関する
12:02
you can buy off the shelf:
既存の検査の全てです
12:05
SARS, metapneumovirus, HIV, RSV -- all these.
SARS、メタニューモウイルス、HIV、RSVもです
12:07
Everything came back negative, over 100,000 dollars worth of tests.
10万ドル以上かかりましたが 全て「陰性」でした
12:10
I mean, they went to the max for this woman.
病院側としては
出来る限りのことをしたのです
12:14
And basically on hospital day eight, that's when they called us.
8日目に 私たちに連絡があり
12:17
They gave us endotracheal aspirate --
気管内吸引のサンプルを受け取りました
12:20
you know, a little fluid from the throat,
チューブを喉の奥まで通して
12:22
from this tube that they got down there -- and they gave us this.
採取した液体です
12:24
We put it on the chip; what do we see? Well, we saw parainfluenza-4.
その液体をチップに載せたところ なんと
12:26
Well, what the hell's parainfluenza-4?
パラインフルエンザ4型が現れました
12:31
No one tests for parainfluenza-4. No one cares about it.
普通 パラインフルエンザ4型の
テストはしません
12:33
In fact, it's not even really sequenced that much.
配列も解明されておらず
12:36
There's just a little bit of it sequenced.
疫学的にも
12:39
There's almost no epidemiology or studies on it.
ほとんど研究されていなかった
12:41
No one would even consider it,
誰もそれが呼吸不全を起こすとは
12:43
because no one had a clue that it could cause respiratory failure.
思わなかったからです
12:45
And why is that? Just lore. There's no data --
このウイルスに関する
12:48
no data to support whether it causes severe or mild disease.
データがなかったからです
12:51
Clearly, we have a case of a healthy person that's going down.
でも 今回 健康な人でも
重症になることがわかりました
12:55
OK, that's one case report.
ひとつの症例報告です
12:58
I'm going to tell you one last thing in the last two minutes
さて 最後の2分間で
13:01
that's unpublished -- it's going to come out tomorrow --
明日 発表される研究についてお話します
13:03
and it's an interesting case of how you might use this chip
このチップが 新たな発見のために
13:06
to find something new and open a new door.
応用しうることを示したケースです
13:09
Prostate cancer. I don't need to give you many statistics
「前立腺がん」については
13:11
about prostate cancer. Most of you already know it:
皆さんよくご存じでしょう
13:15
third leading cause of cancer deaths in the U.S.
米国でのがん死因の第3位
13:18
Lots of risk factors,
多くの危険因子のうちの一つが
13:20
but there is a genetic predisposition to prostate cancer.
「遺伝的要因」です
13:22
For maybe about 10 percent of prostate cancer,
前立腺がんの約10%は
13:26
there are folks that are predisposed to it.
遺伝が関わっています
13:28
And the first gene that was mapped in association studies
早期発症型の前立腺がんには
13:30
for this, early-onset prostate cancer, was this gene called RNASEL.
RNASELという遺伝子が関わっています
13:34
What is that? It's an antiviral defense enzyme.
抗ウイルス防衛酵素を作るものです
13:38
So, we're sitting around and thinking,
そこで考えました
13:41
"Why would men who have the mutation --
抗ウイルス防衛システムに欠陥があると
13:43
a defect in an antiviral defense system -- get prostate cancer?
なぜ前立腺がんを患うのか?
13:45
It doesn't make sense -- unless, maybe, there's a virus?"
ウイルスの影響があるのでしょうか?
13:50
So, we put tumors --- and now we have over 100 tumors -- on our array.
そこで100例を超える腫瘍を
我々のチップにのせてみました
13:53
And we know who's got defects in RNASEL and who doesn't.
RNASELの欠陥者のものがどれか
わかっています
13:59
And I'm showing you the signal from the chip here,
チップが示したのは
14:02
and I'm showing you for the block of retroviral oligos.
レトロウイルスの断片でした
14:05
And what I'm telling you here from the signal, is
抗ウイルス防衛システムに欠陥があり
14:09
that men who have a mutation in this antiviral defense enzyme,
がんを患った男性からは
14:11
and have a tumor, often have -- 40 percent of the time --
40%の確率で
14:15
a signature which reveals a new retrovirus.
未知の レトロウイルスの
サインが見つかりました
14:19
OK, that's pretty wild. What is it?
ちょっとした発見と思いませんか?
14:23
So, we clone the whole virus.
そこで このウイルスをクローンしました
14:26
First of all, I'll tell you that a little automated prediction told us
コンピューターの自動解析では
14:27
it was very similar to a mouse virus.
ネズミのウイルスと非常に似ているということしか
14:31
But that doesn't tell us too much,
わかりませんでした
14:33
so we actually clone the whole thing.
そこでウイルス全体をクローンしたのです
14:34
And the viral genome I'm showing you right here?
これがウイルスのゲノムです
14:36
It's a classic gamma retrovirus, but it's totally new;
典型的な ガンマレトロウイルスですが
14:38
no one's ever seen it before.
誰も見たことのないものです
14:41
Its closest relative is, in fact, from mice,
一番似ているのはマウスのウイルスです
14:42
and so we would call this a xenotropic retrovirus,
そこでこのウイルスを
マウス以外の動物に感染するので
14:45
because it's infecting a species other than mice.
「異種指向性レトロウイルス」と
呼ぶことにしました
14:49
And this is a little phylogenetic tree
これは 他のウイルスとの関係を表す
14:52
to see how it's related to other viruses.
進化系統樹です
14:54
We've done it for many patients now,
数多くの患者で調べた結果
14:56
and we can say that they're all independent infections.
感染源は独立したものだと言えます
14:59
They all have the same virus,
同じウイルスですが
15:02
but they're different enough that there's reason to believe
異なり方から
15:03
that they've been independently acquired.
個別に感染したと考えられます
15:06
Is it really in the tissue? And I'll end up with this: yes.
このウイルスは 本当にがんの中にあったのか?そうです
15:08
We take slices of these biopsies of tumor tissue
がんを取り出し 組織を薄く切って
15:10
and use material to actually locate the virus,
場所を特定する物質を使ったところ
15:13
and we find cells here with viral particles in them.
ウイルス粒子を持つ
細胞が見つかりました
15:15
These guys really do have this virus.
患者はまさに ウイルスに感染していたのです
15:19
Does this virus cause prostate cancer?
このウイルスが前立腺がんの原因なのでしょうか?
15:21
Nothing I'm saying here implies causality. I don't know.
まだ 詳しくは分かりません
15:23
Is it a link to oncogenesis? I don't know.
発がんと関連があるかはわかりません
15:27
Is it the case that these guys are just more susceptible to viruses?
ウイルスに侵されやすい人が
いるというのでしょうか?
15:29
Could be. And it might have nothing to do with cancer.
その可能性はあります
15:33
But now it's a door.
しかし あくまで可能性です
15:36
We have a strong association between the presence of this virus
現段階では ウイルスの存在と
15:37
and a genetic mutation that's been linked to cancer.
がんに関連する遺伝子の変異に
強い繋がりがある
15:40
That's where we're at.
それしかわかりません
15:43
So, it opens up more questions than it answers, I'm afraid,
調べれば調べるほど疑問が膨らむ
15:44
but that's what, you know, science is really good at.
それが科学の宿命なのです
15:48
This was all done by folks in the lab --
これは研究室にいる
15:50
I cannot take credit for most of this.
皆の努力の成果
15:52
This is a collaboration between myself and Don.
これは私と ドンの共同研究
15:53
This is the guy who started the project in my lab,
これはこのプロジェクトを始めた仲間
15:54
and this is the guy who's been doing prostate stuff.
これは前立腺関係の研究をしている仲間です
15:57
Thank you very much. (Applause)
ありがとうございました(拍手)
15:59
Translator:Rinko Kawakami
Reviewer:Mamoru Ichikawa

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Joe DeRisi - Biochemist
Joe DeRisi hunts for the genes that make us sick. At his lab, he works to understand the genome of Plasmodium falciparum, the deadliest form of malaria.

Why you should listen

Joseph DeRisi is a molecular biologist and biochemist, on the hunt for the genomic basis of illness. His lab at UCSF is focused on the cause of malaria, and he's also poked into SARS, avian flu and other new diseases as they crop up. His approach combines scientific rigor with a nerd's boundary-breaking enthusiasm for new techniques -- one of the qualities that helped him win a MacArthur "genius" grant in 2004. A self-confessed computer geek, DeRisi designed and programmed a groundbreaking tool for finding (and fighting) viruses -- the ViroChip, a DNA microarray that test for the presence of all known viruses in one step.

In 2008, DeRisi won the Heinz Award for Technology, the Economy and Employment.

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Data provided by TED.

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