TED2006
Joe DeRisi: Solving medical mysteries
ViroScan-от на Џо Дериси решава медицински мистерии
Filmed:
Readability: 4.3
474,538 views
Биохемичарот Џо Дериси зборува за вчудовидувачките нови начини за дијагностицирање на вируси ( и третирање на болестите кои ги предизвикуваат ) користејќи ДНК. Неговата работа може да ни помогне да ја разбереме маларијата, САРС-от, и птичјиот грип -- и 60 проценти од секојдневните вирусни инфекции кои минуваат недијагностицирани.
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
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
How can we investigate
0
0
3000
Како тоа, како можеме да ја истражуваме
00:15
this flora of viruses that surround us, and aid medicine?
1
3000
5000
флората на вирусите кои не опкружуваат и да и помогнеме на медицината ?
00:20
How can we turn our cumulative knowledge of virology
2
8000
4000
Како можеме да го претвориме нашето кумулативно знаење од вирусологијата во едноставна,
00:24
into a simple, hand-held, single diagnostic assay?
3
12000
4000
прирачна, единствена дијагностичка алатка?
00:28
I want to turn everything we know right now about detecting viruses
4
16000
3000
Сакам да претворам се што знаеме во моментов за откривање вируси
00:31
and the spectrum of viruses that are out there
5
19000
2000
и спектарот вируси кои постојат
00:33
into, let's say, a small chip.
6
21000
3000
во, да речеме, мал чип.
00:36
When we started thinking about this project --
7
24000
2000
Кога почнавме да размислуваме за овој проект --
00:38
how we would make a single diagnostic assay
8
26000
3000
како би направиле единствена дијагностичка алатка
00:41
to screen for all pathogens simultaneously --
9
29000
3000
да бараме секакви патогени истовремено --
00:44
well, there's some problems with this idea.
10
32000
2000
да речеме има некои проблеми со оваа идеја.
00:46
First of all, viruses are pretty complex,
11
34000
4000
прво, вирусите се доста комплексни,
00:50
but they're also evolving very fast.
12
38000
4000
но тие исто така еволуираат многу брзо.
00:54
This is a picornavirus.
13
42000
1000
Ова е Picornavirus.
00:55
Picornaviruses -- these are things that include
14
43000
2000
Picornavirus-ите -- се оние кои ги вклучуваат
00:57
the common cold and polio, things like this.
15
45000
3000
настинката и полиото, ваквиот тип работи.
01:00
You're looking at the outside shell of the virus,
16
48000
2000
Ја гледате надворешната обвивка на вирусот,
01:02
and the yellow color here are those parts of the virus
17
50000
3000
и жолтата боја тука се деловите на вирусот
01:05
that are evolving very, very fast,
18
53000
2000
кои еволуираат многу, многу брзо,
01:07
and the blue parts are not evolving very fast.
19
55000
2000
а сините делови не еволуираат многу брзо.
01:09
When people think about making pan-viral detection reagents,
20
57000
3000
Кога размислуваме да правиме пан вирусни реагенси,
01:12
usually it's the fast-evolving problem that's an issue,
21
60000
4000
обично деловите кои брзо еволуираат се проблем,
01:16
because how can we detect things if they're always changing?
22
64000
2000
бидејќи како да откриеме нешто ако цело време се менува?
01:18
But evolution is a balance:
23
66000
2000
Но еволуцијата е баланс:
01:20
where you have fast change, you also have ultra-conservation --
24
68000
4000
онаму каде има брза промена, имате и ултра-конзервација --
01:24
things that almost never change.
25
72000
2000
работи кои скоро не се менуваат.
01:26
And so we looked into this a little more carefully,
26
74000
3000
и така го разгледавме ова малку повнимателно,
01:29
and I'm going to show you data now.
27
77000
1000
и ќе ви ги покажам овие податоци.
01:30
This is just some stuff you can do on the computer from the desktop.
28
78000
3000
ова се работи кои може да ги направите на компјутер.
01:33
I took a bunch of these small picornaviruses,
29
81000
2000
Земавме купче мали Picornavirus-и,
01:35
like the common cold, like polio and so on,
30
83000
2000
како настинката, полио итн.,
01:37
and I just broke them down into small segments.
31
85000
4000
и ги разделивме во мали сегменти
01:41
And so took this first example, which is called coxsackievirus,
32
89000
3000
и земете го овој прв пример, кој се вика Coxsackievirus,
01:44
and just break it into small windows.
33
92000
2000
и разделете го во мали прозорчиња.
01:46
And I'm coloring these small windows blue
34
94000
2000
и ги обоивме овие мали прозорчиња сино
01:48
if another virus shares an identical sequence in its genome
35
96000
5000
ако друг вирус има исто така идентична секвенца од неговиот геном
01:53
to that virus.
36
101000
1000
со овој вирус.
01:54
These sequences right up here --
37
102000
2000
Овие секвенци овде горе --
01:56
which don't even code for protein, by the way --
38
104000
2000
кои, патем, не ни содржат протеини --
01:58
are almost absolutely identical across all of these,
39
106000
3000
се речиси апсолутно идентични со сите овие,
02:01
so I could use this sequence as a marker
40
109000
4000
па така можам да ја користам секвенцата како маркер
02:05
to detect a wide spectrum of viruses,
41
113000
2000
да детектирам широк спектар на вируси,
02:07
without having to make something individual.
42
115000
3000
без да морам да правам нешто индивудално.
02:10
Now, over here there's great diversity:
43
118000
2000
Е сега, тука има поголем диверзитет:
02:12
that's where things are evolving fast.
44
120000
2000
туке работите еволуираат брзо.
02:14
Down here you can see slower evolution: less diversity.
45
122000
4000
Овде долу гледате поспора еволуција: помалку диверзитет.
02:18
Now, by the time we get out here to, let's say,
46
126000
2000
Е сега, додека да стигнеме од овде до, да речеме,
02:20
acute bee paralysis virus --
47
128000
2000
акутен вирус на парализирање на пчели --
02:22
probably a bad one to have if you're a bee ---
48
130000
2000
веројатно е лош ако сте пчела --
02:24
this virus shares almost no similarity to coxsackievirus,
49
132000
5000
овој вирус нема речиси никаква сличност со Coxsackievirus,
02:29
but I can guarantee you that the sequences that are most conserved
50
137000
4000
но можам да ви гарантирам дека секвенците кои се најзачувани
02:33
among these viruses on the right-hand of the screen
51
141000
2000
кај вирусите од десната страна на екранот
02:35
are in identical regions right up here.
52
143000
3000
се во идентични региони овдека.
02:38
And so we can encapsulate these regions of ultra-conservation
53
146000
3000
Така може да ги опфатиме регионите на ултра-конзервација
02:41
through evolution -- how these viruses evolved --
54
149000
3000
низ еволуцијата -- како овие вируси еволуирале --
02:44
by just choosing DNA elements or RNA elements
55
152000
3000
само со бирање на ДНК елементите или РНК елементите
02:47
in these regions to represent on our chip as detection reagents.
56
155000
4000
во овие региони да ги претставиме на чипот како детекциски реагенси.
02:51
OK, so that's what we did, but how are we going to do that?
57
159000
3000
ОК, тоа го направивме но како ќе го изведеме ?
02:54
Well, for a long time, since I was in graduate school,
58
162000
2000
Па, долго време, уште од факултет,
02:56
I've been messing around making DNA chips --
59
164000
3000
се занимавав со правење ДНК чипови --
02:59
that is, printing DNA on glass.
60
167000
2000
т.е., печатење ДНК на стакло.
03:01
And that's what you see here:
61
169000
1000
И тоа е она што го гледате овде:
03:02
These little salt spots are just DNA tacked onto glass,
62
170000
3000
Овие мали точки се ДНК закачена на стакло,
03:05
and so I can put thousands of these on our glass chip
63
173000
3000
и можам да ставам илјадници на нашиот стаклен чип
03:08
and use them as a detection reagent.
64
176000
2000
и да ги користам како реагенс за детекција.
03:10
We took our chip over to Hewlett-Packard
65
178000
2000
го однесовме нашиот чип кај Hewlett-Packard
03:12
and used their atomic force microscope on one of these spots,
66
180000
2000
и ги користевме нивните атомски микроскопи на една од овие точки,
03:14
and this is what you see:
67
182000
2000
и ова може да се види:
03:16
you can actually see the strands of DNA lying flat on the glass here.
68
184000
3000
Можете да ги видите нишките на ДНК како се исправени на стаклото.
03:19
So, what we're doing is just printing DNA on glass --
69
187000
3000
Така, она што правиме е едноставно печатење на ДНК на стакло --
03:22
little flat things -- and these are going to be markers for pathogens.
70
190000
4000
мали исправени линии -- и овие ќе бидат маркери за разни патогени(болести).
03:26
OK, I make little robots in lab to make these chips,
71
194000
3000
ОК, направив мали роботи во лабораторија за да ги правам чиповите,
03:29
and I'm really big on disseminating technology.
72
197000
3000
но многу сакам да ја споделувам технологијата.
03:32
If you've got enough money to buy just a Camry,
73
200000
3000
ако имате доволно пари да купите Тојота Камри,
03:35
you can build one of these too,
74
203000
2000
Можете да направите и еден од овие,
03:37
and so we put a deep how-to guide on the Web, totally free,
75
205000
4000
и поставивме детален направи сам опис на интернет, бесплатно,
03:41
with basically order-off-the-shelf parts.
76
209000
2000
со во основа делови од продавница --
03:43
You can build a DNA array machine in your garage.
77
211000
3000
можете да си изградите ДНК печатар во вашата гаража.
03:46
Here's the section on the all-important emergency stop switch.
78
214000
3000
Ова е најбитнот дел со познатото Стоп копче.
03:49
(Laughter)
79
217000
2000
( Смеа )
03:51
Every important machine's got to have a big red button.
80
219000
3000
Секоја битна машина мора да има вакво црвено копче.
03:54
But really, it's pretty robust.
81
222000
2000
Но, навистина е многу робусна.
03:56
You can actually be making DNA chips in your garage
82
224000
3000
Можете навистина да правите ДНК чипови во гаражата,
03:59
and decoding some genetic programs pretty rapidly. It's a lot of fun.
83
227000
4000
и да декодирате некој генетски програм многу брзо. Tоа е многу забавно.
04:03
(Laughter)
84
231000
1000
(Смеа)
04:04
And so what we did -- and this is a really cool project --
85
232000
4000
и така што направивме -- и ова е многу кул проект --
04:08
we just started by making a respiratory virus chip.
86
236000
2000
почнавме да правиме чип за респираторни вируси.
04:10
I talked about that --
87
238000
2000
Зборував околу тоа --
04:12
you know, that situation where you go into the clinic
88
240000
2000
знаете, ситуацијата кога одите на доктор
04:14
and you don't get diagnosed?
89
242000
2000
и не успеваат да ве дијагностицираат?
04:16
Well, we just put basically all the human respiratory viruses
90
244000
2000
е па, ние во основа ги ставивме сите човечки респираторни вируси
04:18
on one chip, and we threw in herpes virus for good measure --
91
246000
3000
на еден чип, и додадовме и херпес вирус --
04:21
I mean, why not?
92
249000
1000
мислам , зошто не?
04:22
The first thing you do as a scientist is,
93
250000
2000
Првото нешто што го правите како научник е,
04:24
you make sure stuff works.
94
252000
1000
мора да се погрижите работите да функционираат.
04:25
And so what we did is, we take tissue culture cells
95
253000
3000
Така земавме разни култури на ќелии
04:28
and infect them with various viruses,
96
256000
2000
и ги инфициравме со различни вируси,
04:30
and we take the stuff and fluorescently label the nucleic acid,
97
258000
4000
и флуоресцентно ги обележавме во нуклеидната киселина,
04:34
the genetic material that comes out of these tissue culture cells --
98
262000
3000
генетскиот материја кој припаѓа на овие ткивни култури --
04:37
mostly viral stuff -- and stick it on the array to see where it sticks.
99
265000
4000
најповеќе вирусни работи -- и ги ставивме во на чипот да видиме каде ќе се задржат.
04:41
Now, if the DNA sequences match, they'll stick together,
100
269000
2000
Сега, ако ДНК секвенцата одговара, тие ќе останат заедно,
04:43
and so we can look at spots.
101
271000
2000
а ние може да ги погледнеме точките.
04:45
And if spots light up, we know there's a certain virus in there.
102
273000
2000
и ако точките се осветлат, знаеме дека има некаков вирус тука.
04:47
That's what one of these chips really looks like,
103
275000
2000
Овака изгледа еден од овие чипови,
04:49
and these red spots are, in fact, signals coming from the virus.
104
277000
3000
и овие црвени точки се всушност сигнал кој доаѓа од вирусот.
04:52
And each spot represents a different family of virus
105
280000
3000
и секоја точка претставува различно семејство вируси
04:55
or species of virus.
106
283000
1000
или видови на вируси.
04:56
And so, that's a hard way to look at things,
107
284000
2000
и така, тоа е тежок начин на гледање на работите,
04:58
so I'm just going to encode things as a little barcode,
108
286000
2000
па ќе ги енкодирам работите , колку овој мал баркод,
05:00
grouped by family, so you can see the results in a very intuitive way.
109
288000
4000
групирани по семејства, за да може да ги видите резултатите на интуитивен начин.
05:04
What we did is, we took tissue culture cells
110
292000
2000
Што направивме, земавме култури на ткиво
05:06
and infected them with adenovirus,
111
294000
2000
и ги инфициравме со adenovirus,
05:08
and you can see this little yellow barcode next to adenovirus.
112
296000
4000
и може да ја видите жолтата баркод линија веднаш до adenovirus-от.
05:12
And, likewise, we infected them with parainfluenza-3 --
113
300000
3000
Истотака, го инфициравме со parainfluenza-3 --
05:15
that's a paramyxovirus -- and you see a little barcode here.
114
303000
2000
тоа е парамуксиовирус -- и го гледате малиот баркод овде.
05:17
And then we did respiratory syncytial virus.
115
305000
3000
и тогаш го зедовме и респираторниот syncytial вирус.
05:20
That's the scourge of daycare centers everywhere --
116
308000
2000
ова е проблемот на амбулантите насекаде --
05:22
it's like boogeremia, basically.
117
310000
2000
тоа е како мрсулавост, во основа...??????
05:24
(Laughter)
118
312000
1000
(смеа)
05:25
You can see that this barcode is the same family,
119
313000
4000
Може да видите -- се гледа дека овој баркод е истата фамилија,
05:29
but it's distinct from parainfluenza-3,
120
317000
2000
но се разликува од parainfluenza-3,
05:31
which gives you a very bad cold.
121
319000
2000
кој може многу да ве настине.
05:33
And so we're getting unique signatures, a fingerprint for each virus.
122
321000
3000
Така добиваме уникатен потпис, отпечаток за секој вирус.
05:36
Polio and rhino: they're in the same family, very close to each other.
123
324000
3000
Полио и Rhino: тие се истото семејство, многу се блиску еден до друг.¼
05:39
Rhino's the common cold, and you all know what polio is,
124
327000
2000
Rhino e обичната настинка, а сите знаете што е полио,
05:41
and you can see that these signatures are distinct.
125
329000
3000
и може да видите дека двата потписи се различни.
05:44
And Kaposi's sarcoma-associated herpes virus
126
332000
3000
и Капосиевиот, саркома поврзан херпес вирус
05:47
gives a nice signature down here.
127
335000
2000
дава доста добар отпечаток.
05:49
And so it is not any one stripe or something
128
337000
2000
И не е една лента или слично
05:51
that tells me I have a virus of a particular type here;
129
339000
2000
која вели дека има вирус од одреден тип;
05:53
it's the barcode that in bulk represents the whole thing.
130
341000
4000
Тоа е баркод кој во главно ја преставува целата работа.
05:57
All right, I can see a rhinovirus --
131
345000
2000
Ок, може да го видиме rhinovirus-от --
05:59
and here's the blow-up of the rhinovirus's little barcode --
132
347000
2000
а ова е зголемен rhinovirus-овиот баркод --
06:01
but what about different rhinoviruses?
133
349000
2000
но што со различните rhinovirus-и?
06:03
How do I know which rhinovirus I have?
134
351000
2000
Како да знам кој rhinovirus го имам ?
06:05
There're 102 known variants of the common cold,
135
353000
3000
Потојат 102 познати варијанти на обичната настинка,
06:08
and there're only 102 because people got bored collecting them:
136
356000
3000
а само толку се бидејќи на луѓето им здосадило да ги собираат:
06:11
there are just new ones every year.
137
359000
2000
има нови секоја година.
06:13
And so, here are four different rhinoviruses,
138
361000
2000
Така еве 4 различни rhinovirus-и,
06:15
and you can see, even with your eye,
139
363000
2000
и може да видите дури со голо око,
06:17
without any fancy computer pattern-matching
140
365000
2000
без некакви специјална компјутерска обработка
06:19
recognition software algorithms,
141
367000
2000
алгоритми за препознавање обрасци
06:21
that you can distinguish each one of these barcodes from each other.
142
369000
3000
дека може да ги разликувате баркодовите еден од друг.
06:24
Now, this is kind of a cheap shot,
143
372000
2000
Сега, ова е на некој начин евтин аргумент,
06:26
because I know what the genetic sequence of all these rhinoviruses is,
144
374000
3000
бидејќи ја знам генетската секвенца на сите овие rhinovirus-и ,
06:29
and I in fact designed the chip
145
377000
1000
и всушност го дизајнирав чипот
06:30
expressly to be able to tell them apart,
146
378000
2000
кој експлицитно ќе може да ги разликува,
06:32
but what about rhinoviruses that have never seen a genetic sequencer?
147
380000
4000
но што со rhinovirus-и кои никогаш не биле секвенцирани ?
06:36
We don't know what the sequence is; just pull them out of the field.
148
384000
2000
Нив не им ја знаеме секвенцата, само ги лоциравме на терен.
06:38
So, here are four rhinoviruses
149
386000
2000
Еве 4 rhinovirus-и
06:40
we never knew anything about --
150
388000
2000
за кои никогаш ништо не сме знаеле --
06:42
no one's ever sequenced them -- and you can also see
151
390000
3000
никој не ги секвенцирал-- и може да видите исто така
06:45
that you get unique and distinguishable patterns.
152
393000
2000
дека добивате уникатни и различни карактеристики.
06:47
You can imagine building up some library, whether real or virtual,
153
395000
3000
Можете да си претставите да изградите библиотека, било вистинска или виртуелна,
06:50
of fingerprints of essentially every virus.
154
398000
2000
со отпечаток на секој вирус.
06:52
But that's, again, shooting fish in a barrel, you know, right?
155
400000
3000
Но тоа е повторно, ловење риба во буре, нели?
06:55
You have tissue culture cells. There are a ton of viruses.
156
403000
2000
Ги имате културите на ќелиите, има многу вируси.
06:57
What about real people?
157
405000
2000
Што со вистински луѓе?
06:59
You can't control real people, as you probably know.
158
407000
2000
Не можете да ги контролирате вистинските луѓе , како што знаете.
07:01
You have no idea what someone's going to cough into a cup,
159
409000
4000
Немате поим што некој ќе искашла во чашата,
07:05
and it's probably really complex, right?
160
413000
3000
и веројатно ќе биде комплексно, нели ?
07:08
It could have lots of bacteria, it could have more than one virus,
161
416000
3000
може да содржи многу бактерии, повеќе вируси,
07:11
and it certainly has host genetic material.
162
419000
2000
и секако генетски материјал од човекот,
07:13
So how do we deal with this?
163
421000
1000
и како да се справиме со ова?
07:14
And how do we do the positive control here?
164
422000
2000
и како да примениме позитивна контрола овде ?
07:16
Well, it's pretty simple.
165
424000
2000
Па, доста е едноставно.
07:18
That's me, getting a nasal lavage.
166
426000
2000
Ова сум јас , ми прават назално миење.
07:20
And the idea is, let's experimentally inoculate people with virus.
167
428000
5000
И идејата е , ајде експериментално да внесеме вирус во луѓе
07:25
This is all IRB-approved, by the way; they got paid.
168
433000
5000
за ние -- ова е се одобрено ,патем; им плативме на луѓето.
07:30
And basically we experimentally inoculate people
169
438000
3000
И во основа ние експериментално заразивме луѓе
07:33
with the common cold virus.
170
441000
1000
со вирусот но обичната настинка.
07:34
Or, even better, let's just take people
171
442000
2000
Или, уште подобро, ајде да земеме луѓе од
07:36
right out of the emergency room --
172
444000
1000
итна помош --
07:37
undefined, community-acquired respiratory tract infections.
173
445000
4000
со недефинирани, прибрани од средината респираторни инфекции.
07:41
You have no idea what walks in through the door.
174
449000
2000
Немате поим што се влегува низ тие врати.
07:43
So, let's start off with the positive control first,
175
451000
3000
Да почнеме прво со позитивната контрола,
07:46
where we know the person was healthy.
176
454000
2000
каде знаеме дека личноста била здрава.
07:48
They got a shot of virus up the nose,
177
456000
2000
добиваат вирус во носот,
07:50
let's see what happens.
178
458000
1000
да видиме што ќе се случи.
07:51
Day zero: nothing happening.
179
459000
2000
Ден нула: ништо не се случува.
07:53
They're healthy; they're clean -- it's amazing.
180
461000
2000
тие се здрави; -- тоа е вчудовидувачки.
07:55
Actually, we thought the nasal tract might be full of viruses
181
463000
2000
Всушност, мислевме дека носната шуплина може да е полна вируси
07:57
even when you're walking around healthy.
182
465000
1000
дури и кога се шетате здрави.
07:58
It's pretty clean. If you're healthy, you're pretty healthy.
183
466000
2000
Доста е чиста. Ако сте здрави, доста сте чисти.
08:00
Day two: we get a very robust rhinovirus pattern,
184
468000
4000
Ден 2: Добиваме доста робусна rhinovirus-на карактеристика,
08:04
and it's very similar to what we get in the lab
185
472000
2000
и е доста слична на она што го добивавме во лабораторијата
08:06
doing our tissue culture experiment.
186
474000
1000
правејќи ги нашите експерименти на ткивните култури.
08:07
So that's great, but again, cheap shot, right?
187
475000
3000
Тоа е супер, но повторно, евтин аргумент , нели?
08:10
We put a ton of virus up this guy's nose. So --
188
478000
2000
Напикавме тон вирус во носот на човекот. така --
08:12
(Laughter)
189
480000
1000
(Смеа)
08:13
-- I mean, we wanted it to work. He really had a cold.
190
481000
4000
-- мислам , сакавме да работи. Тој навистина имаше настинка.
08:17
So, how about the people who walk in off the street?
191
485000
4000
Значи, што со луѓето што влегоа од улицата ?
08:21
Here are two individuals represented by their anonymous ID codes.
192
489000
2000
еве две индивидуи претставени со нивните анонимни ID кодови.
08:23
They both have rhinoviruses; we've never seen this pattern in lab.
193
491000
4000
Двајцата имаат rhinovirus-и; а ние никогаш не сме ја виделе оваа карактеристика во лабораторијата.
08:27
We sequenced part of their viruses;
194
495000
2000
Ги секвенциравме деловите од нивните вируси;
08:29
they're new rhinoviruses no one's actually even seen.
195
497000
3000
тие се нови rhinovirus-и никој што досега не ги видел.
08:32
Remember, our evolutionary-conserved sequences
196
500000
2000
запомнете, нашите еволутивно-конзервирани секвенци
08:34
we're using on this array allow us to detect
197
502000
2000
ги користиме на оваа сонда и ни помагаат да откриеме
08:36
even novel or uncharacterized viruses,
198
504000
2000
дури и необични и неоткриени вируси,
08:38
because we pick what is conserved throughout evolution.
199
506000
4000
затоа што бараме она што е конзервирано низ еволуцијата.
08:42
Here's another guy. You can play the diagnosis game yourself here.
200
510000
3000
еве уште еден човек. овде можете сами да ја откриете дијагнозата.
08:45
These different blocks represent
201
513000
2000
Различните блокови ги претставуваат
08:47
the different viruses in this paramyxovirus family,
202
515000
2000
различните вируси во парамиксовирус фамилијата,
08:49
so you can kind of go down the blocks
203
517000
1000
па така можете да одите надолу по блоковите
08:50
and see where the signal is.
204
518000
2000
и да видите каде е сигналот.
08:52
Well, doesn't have canine distemper; that's probably good.
205
520000
3000
аха, значи нема canine distemper; што веројатно е добро.
08:55
(Laughter)
206
523000
2000
(Смеа)
08:57
But by the time you get to block nine,
207
525000
2000
Но кога ќе стигнете до блок 9,
08:59
you see that respiratory syncytial virus.
208
527000
2000
гледате дека има респираторен syncytial вирус.
09:01
Maybe they have kids. And then you can see, also,
209
529000
3000
можеби имаат деца. и тогаш исто така гледате,
09:04
the family member that's related: RSVB is showing up here.
210
532000
2000
на кое семејство припаѓа: RSVB се појавува овде.
09:06
So, that's great.
211
534000
1000
тоа е одлично.
09:07
Here's another individual, sampled on two separate days --
212
535000
3000
еве уште еден човек , испитан на два ралични дена --
09:10
repeat visits to the clinic.
213
538000
2000
повторна посета на клиниката.
09:12
This individual has parainfluenza-1,
214
540000
3000
Оваа личност има parainfluenza-1,
09:15
and you can see that there's a little stripe over here
215
543000
2000
и може да ја забележите оваа мала лента овде
09:17
for Sendai virus: that's mouse parainfluenza.
216
545000
3000
за Sendai вирус: тоа е глувчешка parainfluenza.♫
09:20
The genetic relationships are very close there. That's a lot of fun.
217
548000
4000
Генетските врски се многу блиски таму. Тоа е многу интересно.
09:24
So, we built out the chip.
218
552000
1000
Така го изградивме чипот.
09:25
We made a chip that has every known virus ever discovered on it.
219
553000
4000
Направивме чип кој го има секој познат вирус што досега сме го откриле.
09:29
Why not? Every plant virus, every insect virus, every marine virus.
220
557000
3000
зошто не? секој растителен вирус, секој инсектов вирус, секој морски вирус.
09:32
Everything that we could get out of GenBank --
221
560000
2000
Се што можевме да добиеме од GenBank --
09:34
that is, the national repository of sequences.
222
562000
2000
тоа е, националната база на секвенци.
09:36
Now we're using this chip. And what are we using it for?
223
564000
3000
Сега го користиме чипот. и за што го користиме ?
09:39
Well, first of all, when you have a big chip like this,
224
567000
2000
Најпрво, кога имате голем чип како овој,
09:41
you need a little bit more informatics,
225
569000
2000
ви треба малку повеќе информатика,
09:43
so we designed the system to do automatic diagnosis.
226
571000
2000
па дизајниравме систем за автоматска дијагноза.
09:45
And the idea is that we simply have virtual patterns,
227
573000
3000
и идејата е, да имаме виртуелни секвенци --
09:48
because we're never going to get samples of every virus --
228
576000
2000
бидејќи никогаш нема да успееме да ги прибереме сите вируси;
09:50
it would be virtually impossible. But we can get virtual patterns,
229
578000
3000
тоа би било буквално невозможно. Но можеме да ги прибереме виртуелните каратеристики,
09:53
and compare them to our observed result --
230
581000
2000
и да ги споредиме и со нашиот претходен резултат,
09:55
which is a very complex mixture -- and come up with some sort of score
231
583000
4000
које е комплексна мешавина, и да дадеме некој вид на бодови
09:59
of how likely it is this is a rhinovirus or something.
232
587000
3000
за колку нешто личи на rhinovirus или слично.
10:02
And this is what this looks like.
233
590000
2000
и еве како таа машина изгледа.
10:04
If, for example, you used a cell culture
234
592000
2000
Ако, на пр., сте користеле култура на ќелии
10:06
that's chronically infected with papilloma,
235
594000
2000
која е хронично инфицирана од папилома,
10:08
you get a little computer readout here,
236
596000
2000
добивате отчитување овде,
10:10
and our algorithm says it's probably papilloma type 18.
237
598000
4000
и нашиот алгоритам вели дека е најверојатно папилома тип 18.
10:14
And that is, in fact, what these particular cell cultures
238
602000
2000
и тоа Е , всушност, она со кое што овие култури на ќелии се
10:16
are chronically infected with.
239
604000
2000
хронично инфицирани.
10:18
So let's do something a little bit harder.
240
606000
2000
ајде да направиме нешто потешко.
10:20
We put the beeper in the clinic.
241
608000
1000
да го ставиме автоматот во клиниката.
10:21
When somebody shows up, and the hospital doesn't know what to do
242
609000
3000
Кога некој ќе се појави, и болницата не знае што да прави
10:24
because they can't diagnose it, they call us.
243
612000
2000
затоа што не можат да го дијагностицираат, ни се јавуваат нам.
10:26
That's the idea, and we're setting this up in the Bay Area.
244
614000
2000
Тоа е идејата, и ние ова го правиме во Заливската област.
10:28
And so, this case report happened three weeks ago.
245
616000
2000
Така, овој случај се појави пред 3 недели.
10:30
We have a 28-year-old healthy woman, no travel history,
246
618000
3000
Имавме 28 годишна здрава жена, што не патувала,
10:33
[unclear], doesn't smoke, doesn't drink.
247
621000
3000
(нејасно), не пуши, не пие.
10:36
10-day history of fevers, night sweats, bloody sputum --
248
624000
4000
10 дневна историја на треска, ноќно потење, крвава плунка --
10:40
she's coughing up blood -- muscle pain.
249
628000
2000
искашлува крв -- болки во мускулите.
10:42
She went to the clinic, and they gave her antibiotics
250
630000
4000
Отишла во клиниката, и тие и дале антибиотици, нели,
10:46
and then sent her home.
251
634000
1000
и ја пратиле дома.
10:47
She came back after ten days of fever, right? Still has the fever,
252
635000
4000
таа се вратила после 10 дена трески, нели -- сеуште имала треска --
10:51
and she's hypoxic -- she doesn't have much oxygen in her lungs.
253
639000
3000
и сега е хипоксична -- нема доволно кислород во дробовите.
10:54
They did a CT scan.
254
642000
1000
и направиле КТ снимка.
10:55
A normal lung is all sort of dark and black here.
255
643000
4000
Нормално дробнокрило е целото темно и црно овде.
10:59
All this white stuff -- it's not good.
256
647000
2000
сета оваа бела материја -- не е на добро.
11:01
This sort of tree and bud formation indicates there's inflammation;
257
649000
3000
Оваа разгранета структура значи дека има воспаление;
11:04
there's likely to be infection.
258
652000
2000
многу веројатно има инфекција.
11:06
OK. So, the patient was treated then
259
654000
3000
Ок. Тогаш пациентот е третиран
11:09
with a third-generation cephalosporin antibiotic and doxycycline,
260
657000
4000
со трета генерација на цефалоспорин антибиотик, и доксицилин,
11:13
and on day three, it didn't help: she had progressed to acute failure.
261
661000
4000
и на третиот ден, тоа не помогна, таа прогресираше во акутно откажување на дробовите.
11:17
They had to intubate her, so they put a tube down her throat
262
665000
3000
мораа да ја интубираат, и ставија цевка во грлото
11:20
and they began to mechanically ventilate her.
263
668000
1000
и почнаа механички да ја вентилираат.
11:21
She could no longer breathe for herself.
264
669000
2000
веќе не можеше да дише самата.
11:23
What to do next? Don't know.
265
671000
2000
Што да се прави следно? Не знам.
11:25
Switch antibiotics: so they switched to another antibiotic,
266
673000
3000
сменија антибиотици, па се префрлија на уште еден антибиотик,
11:28
Tamiflu.
267
676000
2000
и тамифлу, кое --
11:30
It's not clear why they thought she had the flu,
268
678000
2000
не е јасно зошто мислеле дека има грип --
11:32
but they switched to Tamiflu.
269
680000
2000
ама се префрлиле на тамифлу.
11:34
And on day six, they basically threw in the towel.
270
682000
2000
и 6тиот ден, во основа докторите се откажале.
11:36
You do an open lung biopsy when you've got no other options.
271
684000
4000
Правите биопсија на белодробно крило кога немате други опции.
11:40
There's an eight percent mortality rate with just doing this procedure,
272
688000
2000
има 8 процентна смртност само од процедурата.
11:42
and so basically -- and what do they learn from it?
273
690000
3000
и во основа -- и што научија од тоа ?
11:45
You're looking at her open lung biopsy.
274
693000
2000
ја гледате нејзината биопсија.
11:47
And I'm no pathologist, but you can't tell much from this.
275
695000
2000
Не сум патолог, ама не можете многу да заклучите од ова.
11:49
All you can tell is, there's a lot of swelling: bronchiolitis.
276
697000
3000
се што може да заклучите е дека има отекување: бронхиолитис.
11:52
It was "unrevealing": that's the pathologist's report.
277
700000
3000
недоволно јасно: тоа е извештајот од патологот.
11:55
And so, what did they test her for?
278
703000
3000
и така, што ја тестирале ?
11:58
They have their own tests, of course,
279
706000
1000
Имале нивни тестови , се разбира,
11:59
and so they tested her for over 70 different assays,
280
707000
3000
и ја тестирале на преку 70 видови серии,
12:02
for every sort of bacteria and fungus and viral assay
281
710000
3000
за секоја бактерија и габа и вирусна серија
12:05
you can buy off the shelf:
282
713000
2000
која можете да ја купите:
12:07
SARS, metapneumovirus, HIV, RSV -- all these.
283
715000
3000
САРС, метапнеумовирус, ХИВ, РСВ -- сите овие.
12:10
Everything came back negative, over 100,000 dollars worth of tests.
284
718000
4000
и се беше негативно, преку 100,000 долари скапи тестови.
12:14
I mean, they went to the max for this woman.
285
722000
3000
Мислам, отишле до максимум со оваа жена.
12:17
And basically on hospital day eight, that's when they called us.
286
725000
3000
и на 8-иот ден во болницата, ни се јавија нам.
12:20
They gave us endotracheal aspirate --
287
728000
2000
ни дадоа ендотрактен аспират --
12:22
you know, a little fluid from the throat,
288
730000
2000
знаете, малку течност од грлото,
12:24
from this tube that they got down there -- and they gave us this.
289
732000
2000
од цевката што одеше долу -- тоа ни го дадоа.
12:26
We put it on the chip; what do we see? Well, we saw parainfluenza-4.
290
734000
5000
го ставивме на чипот; и што гледаме? Па , видовме parainfluenza-4.
12:31
Well, what the hell's parainfluenza-4?
291
739000
2000
Што е поѓаволите parainfluenza-4?
12:33
No one tests for parainfluenza-4. No one cares about it.
292
741000
3000
Никој не тестира за parainfluenza-4. Никому не му е гајле за неа.
12:36
In fact, it's not even really sequenced that much.
293
744000
3000
всушност , не е ни секвенцирана многу.
12:39
There's just a little bit of it sequenced.
294
747000
2000
само мал дел е секвенциран.
12:41
There's almost no epidemiology or studies on it.
295
749000
2000
Речиси нема епидемиолошки истражувања за неа.
12:43
No one would even consider it,
296
751000
2000
Никоје не би ја ни разгледувал,
12:45
because no one had a clue that it could cause respiratory failure.
297
753000
3000
бидејќи никој не мислеше дека може да предизвика респираторно откажување.
12:48
And why is that? Just lore. There's no data --
298
756000
3000
А зошто е така ? поради незнаење. Нема податоци --
12:51
no data to support whether it causes severe or mild disease.
299
759000
4000
да подржат дали предизвикува сериозни или благи болести.
12:55
Clearly, we have a case of a healthy person that's going down.
300
763000
3000
јасно , имаме случај на здрава жена која не може да се илечи.
12:58
OK, that's one case report.
301
766000
3000
Ок, тоа е еден случај.
13:01
I'm going to tell you one last thing in the last two minutes
302
769000
2000
Ќе ви кажам уште една работа во последните 2 минути.
13:03
that's unpublished -- it's going to come out tomorrow --
303
771000
3000
која е необјавена -- ќе се објави утре --
13:06
and it's an interesting case of how you might use this chip
304
774000
3000
и е интересен случај како може да го користите чипот
13:09
to find something new and open a new door.
305
777000
2000
за да најдете нешто ново и да отворите нова врата.
13:11
Prostate cancer. I don't need to give you many statistics
306
779000
4000
Рак на простата. Не мора да ви дадам статистики
13:15
about prostate cancer. Most of you already know it:
307
783000
3000
за рак на простата. Повеќето ги знете:
13:18
third leading cause of cancer deaths in the U.S.
308
786000
2000
3-та водечка причина за смрт од рак во САД.
13:20
Lots of risk factors,
309
788000
2000
Многу ризични фактори,
13:22
but there is a genetic predisposition to prostate cancer.
310
790000
4000
но постои генетска предиспозиција за рак на простата.
13:26
For maybe about 10 percent of prostate cancer,
311
794000
2000
за можеби 10 проценти од раковите на простата,
13:28
there are folks that are predisposed to it.
312
796000
2000
има луѓе кои имаат предиспозиции за тоа.
13:30
And the first gene that was mapped in association studies
313
798000
4000
Првиот ген кој беше мапиран во вкупните студии
13:34
for this, early-onset prostate cancer, was this gene called RNASEL.
314
802000
4000
за овој, ран рак на простата, беше генот наречен RNASEL.
13:38
What is that? It's an antiviral defense enzyme.
315
806000
3000
Што е тоа ? тоа е ензим за одбрана од вируси.
13:41
So, we're sitting around and thinking,
316
809000
2000
Па седиме и си размислуваме,
13:43
"Why would men who have the mutation --
317
811000
2000
Зошто би ја имале луѓето оваа мутација,
13:45
a defect in an antiviral defense system -- get prostate cancer?
318
813000
5000
дефект на вирусниот одбранбен систем, кој предизвикува рак на простата?
13:50
It doesn't make sense -- unless, maybe, there's a virus?"
319
818000
3000
нема смисла -- освен можеби ако не е вирус.
13:53
So, we put tumors --- and now we have over 100 tumors -- on our array.
320
821000
6000
и така ставивме тумори -- сега имаме над 100 тумори -- на нашиот чип.
13:59
And we know who's got defects in RNASEL and who doesn't.
321
827000
3000
и знаеме кој има RNASEL дефект и кој нема.
14:02
And I'm showing you the signal from the chip here,
322
830000
3000
ви го покажувам сигналот од чипот овде,
14:05
and I'm showing you for the block of retroviral oligos.
323
833000
4000
и ви го покажувам блокот за ретровирусни олиго .
14:09
And what I'm telling you here from the signal, is
324
837000
2000
и она што ви го кажувам ове од сигналот е,
14:11
that men who have a mutation in this antiviral defense enzyme,
325
839000
4000
дека луѓето што имаат мутација на овој антивирусен одбранбен ензим,
14:15
and have a tumor, often have -- 40 percent of the time --
326
843000
4000
и кои што имаат тумор, често имаат -- 40% од случаите --
14:19
a signature which reveals a new retrovirus.
327
847000
4000
карактеристика која открива нов ретровирус.
14:23
OK, that's pretty wild. What is it?
328
851000
3000
Ок, тоа е доста лудо. Што е тоа ?
14:26
So, we clone the whole virus.
329
854000
1000
така го клонираме целиот вирус.
14:27
First of all, I'll tell you that a little automated prediction told us
330
855000
4000
Најпрво, ќе ви кажам една автоматизирана предикција ни кажа
14:31
it was very similar to a mouse virus.
331
859000
2000
дека е многу сличен со глувчешки вирус.
14:33
But that doesn't tell us too much,
332
861000
1000
Но тоа не ни кажува многу,
14:34
so we actually clone the whole thing.
333
862000
2000
па така всушност ја клониравме целата работа.
14:36
And the viral genome I'm showing you right here?
334
864000
2000
и вирусниот геном што ви го покажувам тука ?
14:38
It's a classic gamma retrovirus, but it's totally new;
335
866000
3000
тоа е класичен гама ретровирус, но е тотално нов;
14:41
no one's ever seen it before.
336
869000
1000
никој не го видел до сега.
14:42
Its closest relative is, in fact, from mice,
337
870000
3000
неговиот најблизок роднина е, всушност, од глувци,
14:45
and so we would call this a xenotropic retrovirus,
338
873000
4000
и така може да го наречеме ксенотропски ретровирус,
14:49
because it's infecting a species other than mice.
339
877000
3000
бидејќи инфицира и други видови освен глувци.
14:52
And this is a little phylogenetic tree
340
880000
2000
и ова е филогенетско дрво
14:54
to see how it's related to other viruses.
341
882000
2000
за да видиме како е поврзан со другите вируси.
14:56
We've done it for many patients now,
342
884000
3000
и потоа го направивме на многу пациенти досега,
14:59
and we can say that they're all independent infections.
343
887000
3000
и може да речеме дека сите се независни инфекции.
15:02
They all have the same virus,
344
890000
1000
Сите го имаат истиот вирус,
15:03
but they're different enough that there's reason to believe
345
891000
3000
но доволно се ралични за да има причина да веруваме
15:06
that they've been independently acquired.
346
894000
2000
дека се независно добиени.
15:08
Is it really in the tissue? And I'll end up with this: yes.
347
896000
2000
дали е навистина во ткивото ? И ќе завршам со ова. Да.
15:10
We take slices of these biopsies of tumor tissue
348
898000
3000
земавме пресеци од биопсија на ткиво од тумор
15:13
and use material to actually locate the virus,
349
901000
2000
и користевме материи за да го лоцираме вирусот,
15:15
and we find cells here with viral particles in them.
350
903000
4000
и најдовме клетки каде постоеја вирусни честички.
15:19
These guys really do have this virus.
351
907000
2000
овие луѓе навистина го имаат вирусот.
15:21
Does this virus cause prostate cancer?
352
909000
2000
Дали овој вирус предизвикува рак на простата ?
15:23
Nothing I'm saying here implies causality. I don't know.
353
911000
4000
Ништо што кажувам не имплицира последователност. Не знам.
15:27
Is it a link to oncogenesis? I don't know.
354
915000
2000
Дали е врска со онкогенеза ? Не знам.
15:29
Is it the case that these guys are just more susceptible to viruses?
355
917000
4000
Дали е случај каде овие луѓе се поосетливи на вируси ?
15:33
Could be. And it might have nothing to do with cancer.
356
921000
3000
Можеби. И може да нема врска со ракот.
15:36
But now it's a door.
357
924000
1000
Но тоа е вратата .
15:37
We have a strong association between the presence of this virus
358
925000
3000
Имаме силна асоцијација меѓу присуството на овој вирус
15:40
and a genetic mutation that's been linked to cancer.
359
928000
3000
и генетска мутација која е поврзана со рак.
15:43
That's where we're at.
360
931000
1000
Таму сме сега.
15:44
So, it opens up more questions than it answers, I'm afraid,
361
932000
4000
Така, се плашам, отвора повеќе прашања од одговори,
15:48
but that's what, you know, science is really good at.
362
936000
2000
но тоа е она, знаете, во што е добра науката.
15:50
This was all done by folks in the lab --
363
938000
2000
Сево ова е направено од луѓе во лабораторија;
15:52
I cannot take credit for most of this.
364
940000
1000
Не можам да превземам заслуга за овие работи.
15:53
This is a collaboration between myself and Don.
365
941000
1000
ова е соработка меѓу мене и Дон.
15:54
This is the guy who started the project in my lab,
366
942000
3000
Ова е човекот кој го почна проектот во мојата лабораторија,
15:57
and this is the guy who's been doing prostate stuff.
367
945000
2000
и ова е човекот кој ги работи опитите околу простатата.
15:59
Thank you very much. (Applause)
368
947000
3000
Ви благодарам многу.
ABOUT THE SPEAKER
Joe DeRisi - BiochemistJoe 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.
Joe DeRisi | Speaker | TED.com