Richard Resnick: Welcome to the genomic revolution

Richard Resnick: Willkommen zur Genomrevolution

Übersetzung: Urs Wäfler Lektorat: Alex Boos

Sehr verehrte Damen und Herren.

Ladies and gentlemen,

I present to you the human genome.

Ich präsentiere Ihnen das menschliche Genom.

(Applause)

(Applaus)

Chromosome one -- top left, bottom right -- are the sex chromosomes.

Chromosom eins, oben links.

Unten rechts sind die Geschlechtschromosomen.

Women have two copies of that big X chromosome;

Frauen haben zwei Kopien dieses grossen X-Chromosoms;

Männer haben das X

men have the X and, of course, that small copy of the Y.

und natürlich diese kleine Kopie vom Y.

Sorry boys, but it's just a tiny little thing that makes you different.

Entschuldigt, Jungs, aber es ist nur eine winzig kleine Sache, die euch anders macht.

So if you zoom in on this genome,

Also wenn Sie dieses Genom näher betrachten,

then what you see, of course, is this double-helix structure --

dann sehen Sie natürlich diese Doppelhelixstruktur –

the code of life spelled out with these four biochemical letters,

den Code des Lebens, ausgeschrieben mit diesen vier biochemischen Buchstaben,

oder wir nennen sie Basen:

or we call them bases: A, C, G and T.

A, C, G und T.

How many are there in the human genome? Three billion.

Wie viele gibt es im menschlichen Genom? Drei Milliarden.

Is that a big number?

Ist dies eine grosse Zahl?

Well, everybody can throw around big numbers.

Nun, jedermann kann mit grossen Zahlen um sich werfen.

But in fact, if I were to place one base

Wenn ich genau genommen jedoch eine Base

on each pixel of this 1280x800-resolution screen,

auf jeden Pixel dieses Bildschirms mit der Auflösung von 1280 x 800 verteilte,

würden wir 3000 Bildschirme brauchen, um einen Blick auf das Genom werfen zu können.

we would need 3,000 screens to take a look at the genome.

Es ist also wirklich ziemlich gross.

So it's really quite big.

And perhaps because of its size,

Und vielleicht wegen seiner Grösse

a group of people -- all, by the way, with Y chromosomes --

hat eine Gruppe von Menschen – übrigens alle mit Y-Chromosomen –

decided they would want to sequence it.

entschieden, es zu sequenzieren.

(Laughter)

(Lachen)

And so 15 years, actually, and about four billion dollars later,

15 Jahre und etwa vier Milliarden Dollar später

the genome was sequenced and published.

war das Genom sequenziert und publiziert.

In 2003, the final version was published, and they keep working on it.

2003 wurde die endgültige Version publiziert, und es wird weiter daran gearbeitet.

Dies wurde alles auf einer Maschine gemacht, die folgendermassen aussieht.

That was all done on a machine like this.

Die Kosten belaufen sich auf ungefähr einen Dollar pro Base –

It costs about a dollar for each base -- a very slow way of doing it.

eine sehr langwierige Arbeit.

Well, folks, I'm here to tell you

Sehr verehrtes Publikum, ich bin hier, um ihnen zu sagen,

that the world has completely changed,

dass sich die Welt komplett verändert hat

and none of you know about it.

und niemand von Ihnen sich dessen bewusst ist.

So now what we do is take a genome,

Jetzt nehmen wir also ein Genom,

we make maybe 50 copies of it,

machen vielleicht 50 Kopien davon,

we cut all those copies up into little 50-base reads,

zerschneiden alle diese Kopien in kleine 50-Basen-Stücke,

and then we sequence them, massively parallel.

und dann sequenzieren wir sie genau gleich.

Then we bring that into software and reassemble it,

Und dann übertragen wir es in eine Software,

bauen es wieder zusammen und klären Sie auf.

and tell you what the story is.

Und nur, um Ihnen eine Idee zu geben, wie das aussieht,

So to give you a picture of what this looks like,

the Human Genome Project: 3 gigabases, right?

das menschliche Genom-Projekt: drei Gigabasen, richtig.

Ein Lauf auf einer dieser Maschinen:

One run on one of these modern machines: 200 gigabases in a week.

200 Gigabasen in einer Woche.

And that 200 is going to change to 600 this summer,

Und diese 200 werden in diesem Sommer zu 600,

and there's no sign of this pace slowing.

und es gibt keinen Grund zur Annahme, dass sich das Tempo verlangsamen könnte.

The price of a base, to sequence a base,

Also hat sich der Preis einer Base, der Sequenzierung einer Base,

has fallen 100 million times.

um 100 Millionen Mal reduziert.

That's the equivalent of you filling up your car with gas in 1998,

Das ist dasselbe, wie wenn Sie Ihren Wagen 1998 volltanken

und dann bis 2011 warten:

waiting until 2011,

and now you can drive to Jupiter and back twice.

Jetzt können Sie zweimal zum Jupiter hin- und zurückfahren.

(Laughter)

(Lachen)

World population,

Weltbevölkerung,

PC-Platzierungen,

PC placements,

the archive of all of medical literature,

das Archiv der ganzen medizinischen Literatur,

Moore's law,

Mooresches Gesetz,

the old way of sequencing,

die alte Weise vom Sequenzieren, und hier sind alle neuen Sachen.

and here's all the new stuff.

Jungs, das ist eine logarithmische Skala;

Guys, this is a long scale;

you don't typically see lines that go up like that.

Sie sehen typischerweise keine Linien, welche wie diese verlaufen.

So the worldwide capacity to sequence human genomes

Die weltweite Kapazität zur Sequenzierung menschlicher Genome

liegt dieses Jahr im Bereich von 50'000 bis 100'000 menschlicher Genome.

is something like 50,000 to 100,000 human genomes this year.

Und wir wissen dies aufgrund der Maschinen, die gekauft werden.

We know this based on the machines that are being placed.

Es wird erwartet, dass sich diese Menge in absehbarer Zeit jedes Jahr

This is expected to double, triple or maybe quadruple

year over year for the foreseeable future.

verdoppelt, verdreifacht oder sogar vervierfacht.

In fact, there's one lab in particular

Es gibt übrigens ein Labor,

that represents 20 percent of all that capacity:

das 20 Prozent dieser Kapazität ausmacht.

It's called the Beijing Genomics Institute.

Es heisst Beijing Genomics Institute.

The Chinese are absolutely winning this race to the new Moon, by the way.

Übrigens, die Chinesen gewinnen dieses Rennen zum neuen Mond klar.

What does this mean for medicine?

Was bedeutet dies für die Medizin?

So a woman, age 37,

Nehmen wir eine 37-jährige Frau.

Sie hat Östrogen-Rezeptor-positiven Brustkrebs Stufe 2.

presents with stage 2 estrogen receptor-positive breast cancer.

She is treated with surgery, chemotherapy and radiation.

Sie wird operiert, mit Chemotherapie und Bestrahlung behandelt.

She goes home.

Sie geht nach Hause.

Two years later,

Zwei Jahre später kommt sie zurück mit Eierstockkrebs Stufe 3.

she comes back with stage 3C ovarian cancer, unfortunately;

Leider wird sie wieder operiert und mit Chemotherapie behandelt.

treated again with surgery and chemotherapy.

She comes back three years later at age 42

Sie kommt drei Jahre später im Alter von 42 Jahren zurück,

sie hat wieder Eierstockkrebs, sie erhält eine weitere Chemotherapie.

with more ovarian cancer, more chemotherapy.

Six months later,

Sechs Monate später

she comes back with acute myeloid leukemia.

kommt sie zurück mit akuter myeloischer Leukämie.

She goes into respiratory failure and dies eight days later.

Sie stirbt acht Tage später an Atemversagen.

So first: the way in which this woman was treated,

Zunächst einmal erinnert die Art und Weise, wie diese Frau innerhalb von nur zehn Jahren behandelt wurde,

in as little as 10 years, will look like bloodletting.

an Blutvergiessen.

And it's because of people like my colleague, Rick Wilson,

Und Leute wie mein Kollege Rick Wilson

vom Genom-Institut der Universität von Washington,

at the Genome Institute at Washington University,

who decided to take a look at this woman postmortem.

haben beschlossen, diese Frau nach ihrem Tod zu untersuchen.

Und er sequenzierte, er entnahm Hautzellen, gesunde Haut

And he took skin cells, healthy skin

and cancerous bone marrow,

und krebsartiges Knochenmark,

and sequenced the whole genomes of both of them

und er sequenzierte die ganzen Genome von beidem

in wenigen Wochen – keine grosse Sache.

in a couple of weeks, no big deal.

Then he compared those two genomes in software,

Und dann verglich er die beiden Genome mit einer Software,

and what he found, among other things,

und er fand unter anderem

was a deletion -- a 2,000-base deletion across three billion bases

eine Löschung, eine 2000-Basen-Löschung,

unter drei Milliarden Basen

in a particular gene called TP53.

in einem bestimmten Gen namens TP53.

Wenn man diese schädliche Mutation in diesem Gen hat,

If you have this deleterious mutation in this gene,

you're 90 percent likely to get cancer in your life.

dann erkrankt man in seinem Leben mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 % an Krebs.

So unfortunately, this doesn't help this woman,

Leider hilft es dieser Frau nicht,

but it does have severe -- profound, if you will --

aber es hat schwerwiegende, tiefgreifende, wenn man so will,

implications to her family.

Auswirkungen auf ihre Familie.

Wenn sie nämlich die gleiche Mutation haben,

I mean, if they have the same mutation,

and they get this genetic test and they understand it,

diesen genetischen Test erhalten und ihn verstehen,

then they can get regular screens and can catch cancer early,

dann können sie sich regelmässig untersuchen lassen und Krebs früher erkennen

and potentially live a significantly longer life.

und unter Umständen deutlich länger leben.

Let me introduce you to the Beery twins,

Lassen Sie mich jetzt die Beery-Zwillinge vorstellen,

diagnosed with cerebral palsy at the age of two.

die im Alter von zwei Jahren mit Zerebralparese diagnostiziert wurden.

Ihre Mutter ist eine sehr mutige Frau,

Their mom is a very brave woman who didn't believe it;

die nicht glaubte, dass die Symptome nicht übereinstimmten

the symptoms weren't matching up.

und durch einige heroische Anstrengungen und viel Internetrecherche

And through some heroic efforts and a lot of Internet searching,

die medizinische Gemeinschaft davon überzeugen konnte,

she was able to convince the medical community

dass sie tatsächlich etwas anderes hatten.

that, in fact, they had something else.

Sie hatten Dopa-responsive Dystonie.

They had dopa-responsive dystonia.

And so they were given L-Dopa,

Und so wurden ihnen L-Dopa verabreicht,

and their symptoms did improve,

und ihre Symptome verbesserten sich,

but they weren't totally asymptomatic.

aber sie waren nicht völlig asymptomatisch.

Significant problems remained.

Signifikante Probleme blieben.

Turns out the gentleman in this picture is a guy named Joe Beery,

Der Herr auf diesem Bild ist ein Mann namens Joe Beery,

der das Glück hat, der CIO

who was lucky enough to be the CIO

eines Unternehmens namens Life Technologies zu sein.

of a company called Life Technologies.

Das ist eines von zwei Unternehmen,

They're one of two companies

that makes these massive whole-genome sequencing tools.

die diese grossen Werkzeuge zur Genomsequenzierung herstellen.

And so he got his kids sequenced.

Und so sequenzierte er die Genome seiner Kinder.

What they found was a series of mutations in a gene called SPR,

Und was sie fanden, war eine Reihe von Mutationen in einem Gen namens SPR,

das unter anderem verantwortlich ist für die Herstellung von Serotonin.

which is responsible for producing serotonin, among other things.

So on top of L-Dopa, they gave these kids a serotonin precursor drug,

So verabreichten sie diesen Kindern neben L-Dopa einen Serotonin-Vorläuferstoff,

and they're effectively normal now.

und sie sind jetzt praktisch normal.

Guys, this would never have happened without whole-genome sequencing.

Jungs, dies wäre ohne die ganze Genomsequenzierung nie geschehen.

Zu dieser Zeit – dies war vor ein paar Jahren – kostete das 100'000 Dollar.

At the time -- this was a few years ago -- it cost $100,000.

Heute sind es 10'000 Dollar. Nächstes Jahr sind es 1000 Dollar.

Today it's $10,000, next year, $1,000,

Etwa ein Jahr danach sind es 100 Dollar.

the year after, $100, give or take a year.

So schnell verändert sich das.

That's how fast this is moving.

Das ist der kleine Nick.

So here's little Nick --

Er mag Batman und Wasserpistolen.

likes Batman and squirt guns.

And it turns out Nick shows up at the children's hospital

Und es stellt sich heraus, dass Nick ins Kinderspital geht,

with this distended belly, like a famine victim.

mit diesem aufgeblähten Bauch wie der eines Hungersnotopfers.

And it's not that he's not eating; it's that when he eats,

Und es ist nicht so, als würde er nicht essen.

Aber wenn er isst, öffnet sich sein Darm im Grunde genommen

his intestine basically opens up and feces spill out into his gut.

und Stuhl gelangt in seinen Bauch.

So, hundert Operationen später,

So a hundred surgeries later,

he looks at his mom and says, "Mom, please pray for me.

schaut er zu seiner Mutter und sagt: "Mama,

bitte bete für mich. Ich habe so starke Schmerzen."

I'm in so much pain."

His pediatrician happens to have a background in clinical genetics

Zufälligerweise hat sein Kinderarzt Erfahrung mit klinischer Genetik,

and he has no idea what's going on,

und obwohl er nicht weiss, was los ist,

but he says, "Let's get this kid's genome sequenced."

sagt er: "Lassen Sie uns die Genome dieses Kindes sequenzieren."

And what they find is a single-point mutation

Und was sie finden, ist ein Single-Point-Mutation

in a gene responsible for controlling programmed cell death.

in einem Gen, das für die Kontrolle des programmierten Zelltodes verantwortlich ist.

So the theory is that he's having some immunological reaction

Die Theorie ist, dass er eine immunologische Reaktion

to what's going on -- to the food, essentially.

auf die Nahrung im Wesentlichen hat,

And that's a natural reaction, which causes some programmed cell death,

und das ist eine natürliche Reaktion, die einen programmierten Zelltod verursacht.

but the gene that regulates that down is broken.

Doch das Gen, das das regelt, ist beschädigt.

Und so weist das, natürlich unter anderem,

And so this informs, among other things, of course,

auf eine Knochenmarktransplantation hin, die er durchführt.

a treatment for bone marrow transplant, which he undertakes.

Und nach neun Monaten strapaziöser Erholung

And after nine months of grueling recovery,

isst er jetzt ein Steak mit bester Sauce.

he's now eating steak with A1 sauce.

(Lachen)

(Laughter)

The prospect of using the genome as a universal diagnostic

Die Chance, das Genom

als unversale Diagnose zu verwenden,

is upon us today.

liegt heute in unseren Händen.

Heute ist sie hier.

Today. It's here.

Und was das für uns alle bedeutet

And what it means for all of us

is that everybody in this room could live an extra 5, 10, 20 years,

ist, dass alle in diesem Raum 5, 10 oder 20 Jahre länger leben könnten,

just because of this one thing.

nur wegen dieser einen Sache.

Which is a fantastic story,

Dies sind grandiose Aussichten,

unless you think about humanity's footprint on the planet,

es sei denn, Sie bedenken die durch Menschen verursachte Umweltverschmutzung

and our ability to keep up food production.

und unsere Fähigkeit, die Nahrungsproduktion aufrechtzuerhalten.

So stellt es sich heraus,

So it turns out

that the very same technology is also being used to grow new lines

dass die genau gleiche Technologie

auch gebraucht wird, um neue

of corn, wheat, soybean and other crops

Mais-, Soja- und andere Nutzpflanzenarten anzubauen,

that are highly tolerant of drought, of flood,

die sehr resistent gegen Dürre, Hochwasser,

of pests and pesticides.

Schädlinge und Pestizide sind.

Now, look --

Sehen Sie, solange die Erdbevölkerung weiter wächst,

as long as we continue to increase the population,

müssen wir weiterhin genetisch veränderte Lebensmittel anbauen und essen,

we'll have to continue to grow and eat genetically modified foods.

und das ist der einzige Standpunkt, den ich heute einnehme.

And that's the only position I'll take today.

Unless there's anybody in the audience

Es sei denn, es gäbe jemanden im Publikum,

who'd like to volunteer to stop eating?

der freiwillig aufhören möchte zu essen.

Keiner, nicht einer.

None, not one.

This is a typewriter,

Dies ist eine Schreibmaschine,

a staple of every desktop for decades.

ein unverzichtbares Gerät für jeden Arbeitsplatz während Jahrzehnten.

And, in fact, the typewriter was essentially deleted by this thing.

Und in der Tat wurde die Schreibmaschine im Wesentlichen durch diese Sache ausgelöscht.

And then more general versions of word processors came about.

Und die allgemeinere Version von Textverarbeitung kam auf.

But ultimately, it was a disruption on top of a disruption.

Aber letztendlich war es ein Verschwinden neben einem Verschwinden.

It was Bob Metcalfe inventing the Ethernet,

Es waren Bob Metcalfes Erfindung des Ethernet

and the connection of all these computers

und die Verbindung all dieser Computer,

that fundamentally changed everything.

die alles fundamental veränderten.

Suddenly we had Netscape, we had Yahoo.

Und plötzlich hatten wir Netscape, und wir hatten Yahoo,

And we had, indeed, the entire dot-com bubble.

und wir hatten, tatsächlich, die ganze Dotcom-Blase.

(Laughter)

(Lachen)

Not to worry though,

Keine Sorge,

that was quickly rescued by the iPod, Facebook

die Situation wurde bald von iPod, Facebook

and, indeed, Angry Birds.

und, tatsächlich, verärgerten Vögeln gerettet.

(Laughter)

(Lachen)

Schauen Sie, hier sind wir heute.

Look, this is where we are today.

This is the genomic revolution today. This is where we are.

Dies ist die genomische Revolution heute. Dies ist, wo wir sind.

Was ich Ihnen zu bedenken geben möchte, ist:

What I'd like you to consider is:

Was bedeutet es,

What does it mean

when these dots don't represent the individual bases of your genome,

wenn diese Punkte nicht die einzelnen Basen von Ihrem Genom darstellen,

but they connect to genomes all across the planet?

sondern mit Genomen auf der ganzen Welt verbunden sind?

I just recently had to buy life insurance, and I was required to answer:

Erst vor kurzem musste ich eine Lebensversicherung abschliessen.

Und ich musste zwischen folgenden Antworten wählen:

A. I have never had a genetic test;

A. Ich hatte nie einen genetischen Test, B. Ich hatte einen, und jetzt kommts:

B. I've had one, here you go;

C. Ich hatte einen, und ich verrate es nicht.

or C. I've had one and I'm not telling.

Zum Glück konnte ich die Antwort A ankreuzen,

Thankfully, I was able to answer A,

and I say that honestly, in case my life insurance agent is listening.

und ich bin ehrlich, falls mein Versicherungsvertreter zuhört.

Aber was wäre passiert, wenn ich C gesagt hätte?

But what would have happened if I had said C?

Consumer applications for genomics will flourish.

Verbraucheranwendungen für die Genomik werden florieren.

Wollen Sie sehen, ob Sie genetisch kompatibel

Do you want to see if you're genetically compatible

mit Ihrer Freundin sind? Sicher.

with your girlfriend?

DNA sequencing on your iPhone? There's an app for that.

DNA-Sequenzierung auf Ihrem iPhone? Es gibt eine App dafür.

(Laughter)

(Lachen)

Personalized genomic massage, anyone?

Personalisierte genomische Massage gefällig?

Es gibt bereits heute ein Labor,

There's already a lab today that tests for allele 334 of the AVPR1 gene,

das auf das Allel 334 des AVPR1-Gens prüft,

das sogenannte Betrüger-Gen.

the so-called cheating gene.

Alle, die heute mit ihrer besseren Hälfte hier sind,

(Laughter)

So anybody who's here today with your significant other,

wenden sich einfach zu ihr hin und entnehmen eine Speichelprobe,

just turn over to them, swab their mouth, send it to the lab

senden diese an ein Labor, und Sie haben Gewissheit.

and you'll know for sure.

(Lachen)

(Laughter)

Wollen Sie wirklich jemandem zum Präsidenten wählen,

Do you really want to elect a president

dessen Genome auf Kardiomyopathie hindeuten?

whose genome suggests cardiomyopathy?

Stellen Sie sich vor, im Jahr 2016

Think of it -- it's 2016,

veröffentlicht die führende Kandidatin

and the leading candidate releases

nicht nur ihre vier Jahre zurückliegenden Steuereinnahmen,

not only her four years of back-tax returns,

sondern auch ihr persönliches Genom.

but also her personal genome.

Und es schaut wirklich gut aus.

And it looks really good.

Then she challenges all her competitors to do the same.

Und dann fordert sie alle Konkurrenten auf, dasselbe zu tun.

Glauben Sie, dass das nicht passieren wird?

Do you think that's not going to happen?

Glauben Sie, es hätte John McCain geholfen?

Do you think it would have helped John McCain?

(Lachen)

(Laughter)

Wie viele Leute im Publikum

How many people in the audience have the last name Resnick, like me?

haben den Nachnamen Resnick wie ich? Heben Sie Ihre Hand.

Raise your hand.

Irgendjemand? Niemand.

Anybody? Nobody.

In der Regel gibt es einen oder zwei.

Typically, there's one or two.

So my father's father was one of 10 Resnick brothers.

Der Vater meines Vaters war einer von zehn Resnick-Brüdern.

Sie alle hassten einander.

They all hated each other, and all moved to different parts of the planet.

Und sie alle zogen an unterschiedliche Orte auf der Welt.

So ist es wahrscheinlich,

So it's likely I'm related to every Resnick that I ever meet,

dass ich mit jedem Resnick verwandt bin, den ich treffe, aber ich weiss es nicht.

but I don't know.

So imagine if my genome were De-identified, sitting in software,

Aber stellen Sie sich vor, mein Genom wäre deidentifiziert, es wäre in einer Software

And a third cousin's genome was also sitting there,

und ein Genom meiner Cousine dritten Grades wäre auch dort,

und es gäbe eine Software, die die beiden vergleichen könnte

and there was software that could compare the two

und diese Assoziationen machen würde.

and make these associations.

Not hard to imagine. My company has software that does this right now.

Nicht schwer vorstellbar. Mein Unternehmen verfügt über eine Software, die dies genau jetzt macht.

Und nun stellen Sie sich noch etwas vor:

Imagine one more thing,

that that software is able to ask both parties for mutual consent:

dass diese Software fähig ist, beide Parteien nach gegenseitigem Einverständnis zu fragen:

"Would you be willing to meet your third cousin?"

"Wären Sie bereit, Ihre Cousine dritten Grades zu treffen?"

Und wenn wir beide Ja sagen,

And if we both say yes -- voilà!

Welcome to Chromosomally LinkedIn.

voilà – willkommen zum chromosomalen LinkedIn.

(Laughter)

(Lachen)

Now this is probably a good thing, right?

Nun, dies ist wahrscheinlich eine gute Sache, nicht wahr?

Bigger clan gatherings and so on.

Sie haben grössere Familienfeiern und so weiter.

But maybe it's a bad thing as well.

Aber vielleicht ist es auch eine schlechte Sache.

How many fathers in the room? Raise your hands.

Wie viele Väter gibt es im Saal? Heben Sie Ihre Hand.

OK, so experts think that one to three percent of you

Okay, also Experten glauben, dass ein bis drei Prozent von Ihnen

are not actually the father of your child.

nicht wirklich der Vater Ihres Kinds sind.

(Laughter)

(Lachen)

Look --

Schauen Sie –

(Laughter)

(Lachen)

These genomes, these 23 chromosomes,

Diese Genome, diese 23 Chromosomen,

they don't in any way represent the quality of our relationships

sie repräsentieren in keiner Art und Weise die Qualität unserer Beziehungen

or the nature of our society -- at least not yet.

oder den Charakter unserer Gesellschaft – zumindest noch nicht.

Und wie jede neue Technologie

And like any new technology,

liegt es wirklich in den Händen der Menschen,

it's really in humanity's hands

to wield it for the betterment of mankind

ob es für die Verbesserung der Menschheit genutzt wird oder nicht.

or not.

Und so bitte ich Sie alle, aufzuwachen und mitzumachen

And so I urge you all to wake up and to tune in

and to influence the genomic revolution that's happening all around you.

und die genomische Revolution zu beeinflussen, die um Sie herum geschieht.

Danke.

Thank you.

(Applause)

(Applaus)