Как расшифровать геном и создать человека
-
0:01 - 0:03Следующие 16 минут мы с вами
проведём в путешествии к тому, -
0:03 - 0:06что, возможно, является
величайшей мечтой человечества: -
0:07 - 0:09к пониманию кода жизни.
-
0:09 - 0:12Для меня это путешествие началось
много-много лет назад, -
0:12 - 0:15когда я увидел первый 3D-принтер.
-
0:15 - 0:16Просто потрясающий принцип:
-
0:16 - 0:183D-принтеру необходимы три вещи —
-
0:18 - 0:22немного информации,
исходный материал и энергия, -
0:22 - 0:26и тогда он способен напечатать
любой не существовавший ранее предмет. -
0:26 - 0:29Я тогда занимался физикой
и, возвращаясь как-то домой, -
0:29 - 0:32осознал, что на самом деле
всегда был знакóм с 3D-принтером. -
0:32 - 0:33Как и любой из нас.
-
0:34 - 0:35Этот принтер — моя мама.
-
0:35 - 0:36(Смех)
-
0:36 - 0:38Мама взяла три ингредиента:
-
0:38 - 0:42немного информации — в данном случае
от себя и от папы, — -
0:42 - 0:46исходный материал и энергию, то есть пищу,
-
0:46 - 0:49и через несколько месяцев
она произвела на свет меня — -
0:49 - 0:51не существовавший ранее объект.
-
0:51 - 0:54Шокировав маму новостью о том,
что она на самом деле 3D-принтер, -
0:54 - 0:59я был совершенно зачарован
одним из ингредиентов, -
0:59 - 1:01самым первым — информацией.
-
1:01 - 1:03Сколько нужно информации,
-
1:03 - 1:05чтобы произвести человека?
-
1:05 - 1:07Много? Мало?
-
1:07 - 1:09Сколько нужно флеш-карт,
чтобы всё уместилось? -
1:09 - 1:12Я когда-то изучал физику
-
1:12 - 1:17и представил человека
как конструкцию LEGO гигантских размеров. -
1:17 - 1:21Вообразите, что она состоит
из маленьких атомов: -
1:21 - 1:26водорода, углерода, азота.
-
1:26 - 1:27Тогда получается,
-
1:27 - 1:32что если составить список всех атомов,
из которых состоит человек, -
1:32 - 1:33то можно его создать.
-
1:33 - 1:35Что ж, можно произвести подсчёты
-
1:35 - 1:38и получить совершенно невероятное число.
-
1:38 - 1:41Количество атомов,
-
1:41 - 1:46тот самый файл, который нужно сохранить
на флешке, чтобы создать ребёнка... -
1:46 - 1:51На самом деле вам придётся заполнить
такими флешками целый «Титаник», -
1:51 - 1:53точнее, 2 000 таких «Титаников».
-
1:54 - 1:57Вот оно — чудо жизни.
-
1:57 - 2:00Отныне, встретив беременную женщину,
помните: -
2:00 - 2:03она собирает воедино самый большой
массив информации, -
2:03 - 2:04о котором вы когда-либо слышали.
-
2:04 - 2:07Куда до него большим данным
и прочим штукам. -
2:07 - 2:10Это самый большой в мире массив данных.
-
2:10 - 2:14(Аплодисменты)
-
2:14 - 2:19К счастью, природа намного разумнее
молодого физика -
2:19 - 2:22и за 4 миллиарда лет умудрилась
упаковать всю эту информацию -
2:22 - 2:25в маленький кристаллик под названием ДНК.
-
2:26 - 2:30Впервые мы увидели ДНК в 1950 году,
когда Розалинд Франклин, -
2:30 - 2:31замечательная женщина-учёный,
-
2:32 - 2:33смогла получить её снимок.
-
2:33 - 2:38Но понадобилось больше 40 лет,
чтобы забраться в человеческую клетку, -
2:38 - 2:40достать этот кристаллик,
-
2:40 - 2:43развернуть и впервые его прочесть.
-
2:44 - 2:47Код оказался довольно простой азбукой —
-
2:47 - 2:51всего четыре буквы: А, Т, С и G.
-
2:51 - 2:54И чтобы создать человека,
понадобится 3 миллиарда этих букв. -
2:55 - 2:563 миллиарда.
-
2:56 - 2:58Насколько это много?
-
2:58 - 3:01Само число нам ни о чём не говорит.
-
3:01 - 3:05Я задумался, как понагляднее объяснить,
-
3:05 - 3:08насколько этот код грандиозен и огромен.
-
3:08 - 3:11Мне понадобится помощь,
-
3:11 - 3:14и кто лучше может представить вам
код жизни, -
3:14 - 3:18чем человек, впервые его расшифровавший,
Крейг Вентер? -
3:18 - 3:21Итак, добро пожаловать на сцену,
Крейг Вентер. -
3:21 - 3:28(Аплодисменты)
-
3:28 - 3:30Не сам Крейг во плоти,
-
3:31 - 3:34но, впервые в истории,
-
3:34 - 3:37генóм конкретного человека,
-
3:37 - 3:41распечатанный постранично,
буква за буквой, -
3:41 - 3:45262 000 страниц информации,
-
3:45 - 3:49450 килограммов, доставленных
из США в Канаду, — -
3:49 - 3:54спасибо Бруно Бодену и компании Lulu.com,
которые всё организовали. -
3:54 - 3:56Это был целый подвиг.
-
3:56 - 4:00Вот наглядное представление кода жизни.
-
4:00 - 4:03А сейчас я впервые могу
проделать кое-что занятное. -
4:03 - 4:05Я могу заглянуть внутрь и почитать.
-
4:05 - 4:10Давайте-ка я возьму интересную книжку,
к примеру вот эту. -
4:13 - 4:16У меня тут закладка —
том довольно увесистый. -
4:16 - 4:19Давайте я покажу вам,
как выглядит код жизни. -
4:21 - 4:24Тысячи, тысячи, тысячи,
-
4:24 - 4:27миллионы букв.
-
4:27 - 4:29И они явно что-то означают.
-
4:29 - 4:31Давайте заглянем вот сюда.
-
4:32 - 4:33Я вам почитаю:
-
4:33 - 4:34(Смех)
-
4:34 - 4:38«ААG, AAT, ATA».
-
4:39 - 4:41Для вас это ничего не значащие буквы,
-
4:41 - 4:45но эта последовательность отвечает
за цвет глаз Крейга. -
4:46 - 4:48Я покажу вам ещё одну книгу.
-
4:48 - 4:50Здесь чуть посложнее.
-
4:51 - 4:54Хромосома 14, том 132.
-
4:54 - 4:56(Смех)
-
4:56 - 4:57Как и следовало ожидать.
-
4:57 - 5:01(Смех)
-
5:03 - 5:07«AТT, CTT, GATT».
-
5:08 - 5:10Этому человеку повезло,
-
5:10 - 5:15потому что, пропади хотя бы две буквы
вот в этом месте — -
5:15 - 5:16всего две буквы из трёх миллиардов, —
-
5:16 - 5:19он был бы обречён на ужасный недуг:
-
5:19 - 5:20муковисцидоз.
-
5:20 - 5:23Лекарств от него не придумано,
мы не знаем, что с этим делать, — -
5:23 - 5:27и всего лишь две буквы отделяют нас
от этой болезни. -
5:28 - 5:30Удивительная, мощная книга,
-
5:31 - 5:33которая помогла мне понять
-
5:33 - 5:36и показать вам
нечто весьма примечательное. -
5:36 - 5:41То, что делает меня мной,
а вас вами, — -
5:41 - 5:44всего лишь пять миллионов букв,
-
5:44 - 5:45половина тома.
-
5:46 - 5:48В остальном
-
5:48 - 5:50мы совершенно идентичны.
-
5:51 - 5:55Чудо жизни, коим вы являетесь, —
это всего пять сотен страниц. -
5:55 - 5:58Всё остальное у всех одинаково.
-
5:58 - 6:01Вспомните об этом, когда услышите,
что все мы разные. -
6:01 - 6:03Всё это у нас одинаково.
-
6:03 - 6:07Теперь, когда я вас заинтересовал,
-
6:07 - 6:08задам новый вопрос:
-
6:08 - 6:09а как читать этот код?
-
6:09 - 6:11Как в нём разобраться?
-
6:11 - 6:16Что ж, даже если вы специалист
по сбору мебели из IKEA, -
6:16 - 6:19на то, чтобы раскусить эту инструкцию,
вам не хватит всей жизни. -
6:19 - 6:21(Смех)
-
6:21 - 6:24В 2014 году два знаменитых участника TED,
-
6:24 - 6:27Питер Диамандис и Крейг Вентер,
-
6:27 - 6:29решили создать новую компанию.
-
6:29 - 6:30Так появилась Human Longevity,
-
6:30 - 6:31миссией которой было
-
6:31 - 6:33испытать всё, что можно испытать,
-
6:33 - 6:36исследовать всё, что можно
исследовать в этих книгах, -
6:36 - 6:38с одной целью:
-
6:39 - 6:42воплотить в реальность мечту
о персонализированной медицине, -
6:42 - 6:45понять, что нужно сделать,
чтобы улучшить здоровье -
6:45 - 6:48и разгадать все загадки этих книг.
-
6:48 - 6:53Замечательная команда — 40 специалистов
по обработке данных и многие другие люди, -
6:53 - 6:54прекрасные коллеги.
-
6:54 - 6:56Идея на самом деле очень проста.
-
6:56 - 6:59Мы используем технологию под названием
«машинное обучение». -
6:59 - 7:04С одной стороны,
у нас есть тысячи геномов. -
7:04 - 7:08С другой стороны, мы собрали огромнейшую
базу данных о различных индивидуумах: -
7:08 - 7:12фенотипы, 3D-снимки, магнитный резонанс —
чего там только нет. -
7:12 - 7:15Две противоположные стороны
-
7:15 - 7:18связаны секретом трансляции генов.
-
7:18 - 7:20Мы создали для этого машину
-
7:21 - 7:23и научили её —
-
7:23 - 7:26вообще-то, не одну, а много-много машин —
-
7:26 - 7:31научили понимать и транслировать
геном в фенотип. -
7:31 - 7:35Что это за буквы, за что они отвечают?
-
7:35 - 7:37Такой подход применим повсюду,
-
7:37 - 7:40но в геномике он особенно замысловат.
-
7:41 - 7:44Потихоньку мы развивались
и ставили перед собой различные задачи. -
7:44 - 7:47Мы начали с простого —
с общих характеристик. -
7:47 - 7:49С ними удобно работать,
потому что они общие, -
7:49 - 7:50они есть у каждого.
-
7:50 - 7:53Мы начали задаваться вопросами.
-
7:53 - 7:54Можно ли предугадать рост?
-
7:55 - 7:57Можно ли прочесть эти тома
и угадать ваш рост? -
7:57 - 7:58На самом деле можно —
-
7:58 - 8:00с точностью до 5 сантиметров.
-
8:00 - 8:03Индекс массы тела часто связан
с образом жизни, -
8:03 - 8:07но его тоже можно предсказать
с погрешностью в 8 килограммов. -
8:07 - 8:09Спрогнозировать цвет глаз?
-
8:09 - 8:10Можем.
-
8:10 - 8:11С точностью 80%.
-
8:11 - 8:13Цвет кожи?
-
8:13 - 8:16С точностью 80%.
-
8:16 - 8:17Можем ли мы угадать возраст?
-
8:18 - 8:22Да, потому что, по всей видимости,
код меняется с возрастом: -
8:22 - 8:25укорачивается, какие-то кусочки теряются,
какие-то появляются. -
8:25 - 8:28Мы считываем сигналы, мы создаём модель.
-
8:28 - 8:30Вот интересная задачка:
-
8:30 - 8:32можем ли мы предугадать черты лица?
-
8:33 - 8:34Это непросто,
-
8:34 - 8:38потому что гены, отвечающие за черты лица,
зашифрованы в миллионнах букв. -
8:38 - 8:40Лицо человека
трудно поддаётся определению. -
8:40 - 8:42Над этим пришлось поработать отдельно:
-
8:42 - 8:45изучить и объяснить машине,
что такое лицо, -
8:45 - 8:47а затем встроить эти данные в алгоритм.
-
8:47 - 8:49Если вы разбираетесь в машинном обучении,
-
8:49 - 8:52вы понимаете, насколько это сложно.
-
8:52 - 8:58Спустя 15 лет после первой расшифровки,
-
8:58 - 9:01в октябре этого года,
мы начали получать первые сигналы. -
9:01 - 9:04Это был очень волнующий момент.
-
9:04 - 9:07Здесь вы видите лицо участницы
эксперимента нашей лаборатории, -
9:08 - 9:10мы работали с этим лицом.
-
9:10 - 9:13Мы берём данные его черт, упрощаем их,
-
9:13 - 9:15так как нам не нужно всё —
-
9:15 - 9:19многие особенности и дефекты приобретаются
уже в течение жизни. -
9:19 - 9:22Мы делаем лицо более симметричным
и запускаем наш алгоритм. -
9:23 - 9:25Результаты, которые я вам покажу, —
-
9:25 - 9:29это то, что нам удалось предсказать
на основе образца крови. -
9:30 - 9:31(Аплодисменты)
-
9:31 - 9:33Секундочку.
-
9:33 - 9:37Сейчас вы переводите взгляд слева направо,
справа налево: -
9:37 - 9:41вашему мозгу хочется найти
признаки идентичности этих изображений. -
9:41 - 9:44Для чистоты эксперимента
давайте сделаем по-другому. -
9:44 - 9:46Пожалуйста, поищите различия,
-
9:46 - 9:47их здесь немало.
-
9:47 - 9:50Самый сильный сигнал отвечает за пол,
-
9:50 - 9:55затем возраст, индекс массы тела,
этническую принадлежность. -
9:55 - 9:59Разобраться в этих сигналах
совсем непросто. -
9:59 - 10:02Но то, что вы здесь видите,
даже различия, -
10:02 - 10:06показывает, что мы на верном пути,
-
10:06 - 10:07мы всё ближе к истине.
-
10:07 - 10:10Уже только это будоражит эмоции.
-
10:10 - 10:12Это ещё один наш испытуемый,
-
10:12 - 10:14а это полученный прогноз.
-
10:14 - 10:18Лицо не такое крупное, не совсем удалось
передать строение черепа, -
10:18 - 10:21но всё равно — очень близко.
-
10:22 - 10:24Вот другой испытуемый,
-
10:24 - 10:25а вот наш расчёт.
-
10:26 - 10:31Когда мы обучали машину,
мы не использовали эти изображения. -
10:31 - 10:34Это так называемый «резерв».
-
10:34 - 10:37Но в случае с этими людьми
вам трудно оценить наш успех. -
10:37 - 10:40Мы всё опубликуем в научной статье,
-
10:40 - 10:41вы сможете её почитать.
-
10:41 - 10:44Однако Крис поставил передо мной
непростую задачу. -
10:44 - 10:47Возможно, я рисковал, но я попытался
спрогнозировать внешность человека, -
10:47 - 10:50которого вы способны узнать.
-
10:50 - 10:55Итак, в этой пробирке с кровью —
поверьте, вы даже не представляете, -
10:55 - 10:58на что нам пришлось пойти,
чтобы добыть эту пробирку, — -
10:58 - 11:02в этой пробирке находится
биологическая информация, -
11:02 - 11:04необходимая для полной расшифровки генома.
-
11:04 - 11:06Достаточно вот такого количества.
-
11:07 - 11:10Мы сделали расшифровку,
я вас проведу через процесс. -
11:10 - 11:14Слой за слоем складывается наша картинка.
-
11:14 - 11:17С помощью этой пробирки мы определили,
что это мужчина. -
11:17 - 11:18И это действительно мужчина.
-
11:19 - 11:21Мы предсказали, что его рост — 1,76 см.
-
11:21 - 11:24Рост испытуемого — 1,77 см.
-
11:24 - 11:28Мы рассчитали, что он весит 76 кг,
оказалось — 82 кг. -
11:29 - 11:31Предсказанный возраст — 38 лет.
-
11:31 - 11:33Испытуемому 35.
-
11:34 - 11:36Определили цвет его глаз.
-
11:37 - 11:38Более тёмный оттенок.
-
11:38 - 11:40Теперь цвет кожи.
-
11:40 - 11:41Почти угадали.
-
11:42 - 11:43Вот его лицо.
-
11:45 - 11:48Настаёт момент истины:
-
11:48 - 11:50вот наш испытуемый.
-
11:50 - 11:52(Смех)
-
11:52 - 11:54Я сделал это нарочно.
-
11:54 - 11:58У меня очень специфическая национальность.
-
11:58 - 12:01Южноевропеец, итальянец —
мы вечно не вписываемся в модели. -
12:01 - 12:06А для нашей модели
этническая принадлежность очень важна. -
12:06 - 12:08Но есть ещё кое-что.
-
12:08 - 12:11Одна из черт, которую мы часто используем
для узнавания лиц, -
12:11 - 12:13никогда не будет отражена в геноме.
-
12:13 - 12:15Это наш свободный выбор, это то,
как я выгляжу. -
12:15 - 12:18В моём случае — не прическа,
а форма бороды. -
12:19 - 12:22Сейчас я вам покажу —
-
12:22 - 12:25и это Photoshop и ничего больше,
никакого моделирования — -
12:25 - 12:27мы перенесём бороду вот сюда.
-
12:27 - 12:30И сразу же всё становится гораздо лучше.
-
12:31 - 12:34Итак, зачем мы этим занимаемся?
-
12:36 - 12:41Конечно, не для того, чтобы угадывать рост
-
12:41 - 12:43или получать красивые картинки
по данным крови. -
12:44 - 12:48Мы делаем это потому,
что эта технология, этот метод, -
12:48 - 12:51машинное обучение в генетике,
-
12:51 - 12:54помогает нам понять, как мы функционируем,
-
12:54 - 12:56как работает наше тело,
-
12:56 - 12:57как оно стареет,
-
12:57 - 13:00как возникают заболевания,
-
13:00 - 13:03как появляется и развивается рак,
-
13:03 - 13:05как действуют лекарства
-
13:05 - 13:07и действуют ли они на вас лично.
-
13:08 - 13:09Это сложнейшая задача.
-
13:10 - 13:12Над этой задачей мы работаем
-
13:12 - 13:14вместе с тысячами других исследователей
по всему миру. -
13:14 - 13:16Это называется
«персонализированная медицина». -
13:17 - 13:21Это переход от статистического подхода,
-
13:21 - 13:23когда вы капля в море,
-
13:23 - 13:24к персонализированному подходу,
-
13:25 - 13:27когда мы читаем все эти книги
-
13:27 - 13:30и точно понимаем все ваши особенности.
-
13:30 - 13:34Но задача эта особенно сложна,
-
13:34 - 13:38потому что сегодня из всех этих томов
-
13:38 - 13:40мы изучили, вероятно, примерно 2% —
-
13:41 - 13:454 тома из более чем 175.
-
13:46 - 13:49Но я сегодня говорю не об этом,
-
13:50 - 13:53потому что всё ещё впереди.
-
13:53 - 13:56Над этим работают лучшие умы планеты.
-
13:57 - 13:59Мы научимся лучше предсказывать,
-
13:59 - 14:01модель станет точнее.
-
14:01 - 14:03И чем больше мы будем узнавать,
-
14:03 - 14:08тем больше перед нами
будет вставать вопросов, -
14:08 - 14:11с которыми нам не приходилось
сталкиваться раньше: -
14:11 - 14:12вопросов о жизни,
-
14:12 - 14:14о смерти,
-
14:14 - 14:16о рождении и воспитании детей.
-
14:21 - 14:25Мы касаемся самых потаённых деталей
того, как работает сама жизнь. -
14:26 - 14:29Эту революцию нельзя ограничивать
-
14:29 - 14:32рамками науки и технологии.
-
14:33 - 14:35Это должно обсуждаться глобально.
-
14:36 - 14:41Нам нужно задуматься
о будущем человечества. -
14:41 - 14:45Нужно взаимодействовать
с творческими людьми, художниками, -
14:45 - 14:47философами, политиками.
-
14:47 - 14:48Это касается каждого,
-
14:48 - 14:51потому что это будущее
нашего биологического вида. -
14:51 - 14:55Без страха, но с пониманием того,
-
14:55 - 14:59что решения, которые мы примем
в ближайшем будущем, -
14:59 - 15:03способны навсегда изменить ход истории.
-
15:04 - 15:05Спасибо.
-
15:05 - 15:14(Аплодисменты)
- Title:
- Как расшифровать геном и создать человека
- Speaker:
- Рикардо Сабатини
- Description:
-
В человеческом геноме — полном наборе генетических инструкций, необходимых для создания человека, есть место и тайнам, и болезням, и красоте. Сегодня, как показывает нам учёный и предприниматель Рикардо Сабатини, мы способны прочитать этот запутанный код и предсказать рост, цвет глаз, возраст и даже строение лица человека, используя лишь пробирку с его кровью. А скоро, по словам Сабатини, новые знания о геноме позволят нам персонализировать лечение таких заболеваний, как рак. В наших силах изменить привычный ход жизни. Как мы этим воспользуемся?
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 15:28
Retired user edited Russian subtitles for How to read the genome and build a human being | ||
Retired user approved Russian subtitles for How to read the genome and build a human being | ||
Retired user accepted Russian subtitles for How to read the genome and build a human being | ||
Retired user edited Russian subtitles for How to read the genome and build a human being | ||
Anna Kotova edited Russian subtitles for How to read the genome and build a human being | ||
Anna Kotova edited Russian subtitles for How to read the genome and build a human being | ||
Anna Kotova edited Russian subtitles for How to read the genome and build a human being | ||
Anna Kotova edited Russian subtitles for How to read the genome and build a human being |