How we're using DNA tech to help farmers fight crop diseases | Laura Boykin

Traduttore: Anna Damian Revisore: Nicoletta Pedrana

I get out of bed for two reasons.

Due sono i motivi che mi fanno alzare dal letto.

One, small-scale family farmers need more food.

Uno è che i piccoli contadini hanno bisogno di più cibo.

It's crazy that in 2019 farmers that feed us are hungry.

È pazzesco: nel 2019 chi ci dà da mangiare soffre la fame.

And two, science needs to be more diverse and inclusive.

E l'altro è che la scienza deve essere più diversificata e inclusiva.

If we're going to solve the toughest challenges on the planet,

Se vogliamo vincere le sfide più complesse per il nostro pianeta,

like food insecurity for the millions living in extreme poverty,

come l'insicurezza alimentare di milioni di persone in povertà estrema,

it's going to take all of us.

tutti dobbiamo impegnarci.

I want to use the latest technology

Io voglio usare la tecnologia più avanzata

with the most diverse and inclusive teams on the planet

e lavorare con i team più diversificati e inclusivi sul pianeta

to help farmers have more food.

per dare più cibo ai contadini.

I'm a computational biologist.

Sono una biologa computazionale.

I know -- what is that and how is it going to help end hunger?

Cosa significa? Cosa c'entra con la lotta alla fame?

Basically, I like computers and biology

In pratica mi piacciono i computer e la biologia

and somehow, putting that together is a job.

e, in qualche modo, le due cose messe insieme fanno un lavoro.

(Laughter)

I don't have a story

(Risate)

La mia non è la storia

of wanting to be a biologist from a young age.

di qualcuno che ha sempre voluto fare questo lavoro.

The truth is, I played basketball in college.

In realtà al college giocavo a basket.

And part of my financial aid package was I needed a work-study job.

E la mia borsa di studio prevedeva che contribuissi lavorando.

So one random day,

Così, un giorno qualunque

I wandered to the nearest building to my dorm room.

mi diressi all'edificio più vicino al mio studentato.

And it just so happens it was the biology building.

Era la facoltà di biologia.

I went inside and looked at the job board.

Entrai e guardai la bacheca degli annunci di lavoro -

Yes, this is pre-the-internet.

sì, era prima di internet -

And I saw a three-by-five card

e trovai un avviso

advertising a job to work in the herbarium.

per un lavoro nell'erbario.

I quickly took down the number,

Mi annotai subito il numero

because it said "flexible hours,"

perché si parlava di "orario flessibile"

and I needed that to work around my basketball schedule.

ed era quello che mi serviva per poter seguire gli allenamenti di basket.

I ran to the library to figure out what an herbarium was.

Corsi in biblioteca a cercare il significato di erbario.

(Laughter)

(Risate)

And it turns out

E scoprii

an herbarium is where they store dead, dried plants.

che l'erbario è il posto dove si tengono le piante morte, secche.

I was lucky to land the job.

Ebbi la fortuna di ottenere il lavoro.

So my first scientific job

Il mio primo lavoro in ambito scientifico

was gluing dead plants onto paper for hours on end.

consisteva nell'incollare piante secche sulla carta per ore ed ore.

(Laughter)

(Risate)

It's so glamorous.

Entusiasmante.

This is how I became a computational biologist.

Ed è così che sono diventata una biologa computazionale.

During that time,

A quel tempo

genomics and computing were coming of age.

la genomica e l'uso del computer iniziavano a diffondersi.

And I went on to do my masters

E io decisi di proseguire gli studi

combining biology and computers.

combinando la biologia e i computer.

During that time,

In quel periodo

I worked at Los Alamos National Lab

lavoravo al Los Alamos National Lab,

in the theoretical biology and biophysics group.

nel gruppo di biologia teorica e biofisica.

And it was there I had my first encounter with the supercomputer,

E lì feci il mio primo incontro con il supercomputer

and my mind was blown.

e fu incredibile.

With the power of supercomputing,

Con il supercomputing,

which is basically thousands of connected PCs on steroids,

che consiste, in sostanza, nel collegare migliaia di PC all'ennesima potenza,

we were able to uncover the complexities of influenza and hepatitis C.

riuscimmo a svelare la complessa natura dell'influenza e dell'epatite C.

And it was during this time that I saw the power

E fu allora che compresi il potere

of using computers and biology combined, for humanity.

di usare i computer e la biologia insieme a favore dell'umanità.

And I wanted this to be my career path.

E decisi che questo sarebbe stato il mio lavoro.

So, since 1999,

Così, dal 1999,

I've spent the majority of my scientific career

ho trascorso la maggior parte della mia carriera scientifica

in very high-tech labs,

in laboratori hi-tech,

surrounded by really expensive equipment.

circondata da costosissime strumentazioni.

So many ask me

Molti mi chiedono

how and why do I work for farmers in Africa.

come e perché lavori per gli agricoltori africani.

Well, because of my computing skills,

Ebbene, grazie alle mie competenze informatiche

in 2013, a team of East African scientists

nel 2013 un team di scienziati dell'Africa orientale

asked me to join the team in the plight to save cassava.

mi ha chiesto di unirmi a loro nella lotta per salvare la manioca.

Cassava is a plant whose leaves and roots feed 800 million people globally.

La manioca è una pianta delle cui foglie e radici si cibano 800 milioni di persone,

And 500 million in East Africa.

di cui 500 milioni nell'Africa orientale.

So that's nearly a billion people

Si tratta di quasi un miliardo di persone

relying on this plant for their daily calories.

che assumono le calorie quotidiane grazie a questa pianta.

If a small-scale family farmer has enough cassava,

Se una contadina ha una quantità sufficiente di manioca

she can feed her family

può dare da mangiare alla sua famiglia

and she can sell it at the market for important things like school fees,

e vendere la manioca al mercato per pagare cose importanti come la scuola,

medical expenses and savings.

le spese mediche e per risparmiare.

But cassava is under attack in Africa.

Ma la manioca è sotto attacco in Africa.

Whiteflies and viruses are devastating cassava.

Le mosche bianche e i virus stanno devastando la manioca.

Whiteflies are tiny insects

Le mosche bianche sono piccoli insetti

that feed on the leaves of over 600 plants.

che si cibano delle foglie di oltre 600 piante.

They are bad news.

Sono una brutta cosa.

There are many species;

Ce ne sono molte specie,

they become pesticide resistant;

diventano resistenti ai pesticidi

and they transmit hundreds of plant viruses

e trasmettono centinaia di virus delle piante

that cause cassava brown streak disease

che causano la cosiddetta "cassava brown streak disease"

and cassava mosaic disease.

e il virus del mosaico della manioca.

This completely kills the plant.

Questi virus distruggono la pianta.

And if there's no cassava,

E se non c'è manioca,

there's no food or income for millions of people.

non c'è cibo né reddito per milioni di persone.

It took me one trip to Tanzania

Mi ci è voluto un viaggio in Tanzania

to realize that these women need some help.

per capire che queste donne hanno bisogno di aiuto.

These amazing, strong, small-scale family farmers,

I piccoli agricoltori, persone incredibili, fortissime,

the majority women,

per la maggior parte donne,

are doing it rough.

vivono nella difficoltà.

They don't have enough food to feed their families,

Non hanno cibo a sufficienza per sfamare la famiglia

and it's a real crisis.

ed è una vera e propria crisi.

What happens is

Quello che succede è che

they go out and plant fields of cassava when the rains come.

quando arrivano le piogge piantano la manioca nei campi.

Nine months later,

E nove mesi dopo

there's nothing, because of these pests and pathogens.

non c'è niente a causa di questi parassiti e agenti patogeni.

And I thought to myself,

E ho pensato:

how in the world can farmers be hungry?

com'è possibile che i contadini soffrano la fame?

So I decided to spend some time on the ground

Così ho deciso di trascorrere del tempo sul posto

with the farmers and the scientists

con le contadine e gli scienziati

to see if I had any skills that could be helpful.

per vedere se potevo fare qualcosa per aiutare.

The situation on the ground is shocking.

La situazione sul posto è scioccante.

The whiteflies have destroyed the leaves that are eaten for protein,

Le mosche bianche hanno distrutto le foglie per mangiarne le proteine

and the viruses have destroyed the roots that are eaten for starch.

e i virus hanno distrutto le radici per mangiarne l'amido.

An entire growing season will pass,

Un'intera stagione di crescita passerà

and the farmer will lose an entire year of income and food,

e le contadine perderanno un anno intero di reddito e cibo

and the family will suffer a long hunger season.

e tutta la famiglia soffrirà a lungo la fame.

This is completely preventable.

Tutto questo si può evitare.

If the farmer knew

Se le contadine sapessero

what variety of cassava to plant in her field,

quale varietà di manioca piantare nei loro campi

that was resistant to those viruses and pathogens,

che sia resistente a quei virus e agenti patogeni,

they would have more food.

avrebbero più cibo.

We have all the technology we need,

Abbiamo tutta la tecnologia che ci serve

but the knowledge and the resources

ma le conoscenze e le risorse

are not equally distributed around the globe.

non sono distribuite equamente nel mondo.

So what I mean specifically is,

Nello specifico intendo dire che

the older genomic technologies

le tecnologie più vecchie della genomica

that have been required to uncover the complexities

necessarie per capire come sono fatti

in these pests and pathogens --

questi parassiti e agenti patogeni

these technologies were not made for sub-Saharan Africa.

non sono state sviluppate per l'Africa sub sahariana.

They cost upwards of a million dollars;

Costano dal milione di dollari in su,

they require constant power

necessitano di elettricità costante

and specialized human capacity.

e di personale specializzato.

These machines are few and far between on the continent,

Questi macchinari scarseggiano sul continente

which is leaving many scientists battling on the front lines no choice

e quindi gli scienziati che lottano in prima linea non hanno scelta:

but to send the samples overseas.

devono inviare i campioni oltreoceano.

And when you send the samples overseas,

E inviandoli oltreoceano

samples degrade, it costs a lot of money,

i campioni si deteriorano, la spedizione costa

and trying to get the data back over weak internet

e cercare di rimandare i dati mediante connessioni internet deboli

is nearly impossible.

è quasi impossibile.

So sometimes it can take six months to get the results back to the farmer.

A volte passano sei mesi prima che i contadini ricevano i risultati

And by then, it's too late.

e a quel punto è troppo tardi.

The crop is already gone,

Il raccolto è già perso

which results in further poverty and more hunger.

e la povertà e la fame aumentano.

We knew we could fix this.

Sapevamo di poter risolvere il problema.

In 2017,

Nel 2017

we had heard of this handheld, portable DNA sequencer

avevamo sentito parlare di questo sequenziatore di DNA tascabile,

called an Oxford Nanopore MinION.

il MinION di Oxford Nanopore,

This was being used in West Africa to fight Ebola.

che veniva usato nell'Africa occidentale per combattere l'ebola.

So we thought:

E pensammo:

Why can't we use this in East Africa to help farmers?

perché non usarlo nell'Africa orientale per aiutare le contadine?

So, what we did was we set out to do that.

Così decidemmo di fare questo.

At the time, the technology was very new,

In quel momento questa tecnologia era appena nata

and many doubted we could replicate this on the farm.

e molti dubitavano che potessimo replicarla in agricoltura.

When we set out to do this,

Quando decidemmo di farlo,

one of our "collaborators" in the UK

uno dei nostri "collaboratori" nel Regno Unito

told us that we would never get that to work in East Africa,

ci disse che non saremmo mai riusciti a farla funzionare in Africa orientale

let alone on the farm.

e tanto meno nell'agricoltura.

So we accepted the challenge.

Accettammo la sfida.

This person even went so far as to bet us two of the best bottles of champagne

Questa persona scommise persino due delle migliori bottiglie di champagne

that we would never get that to work.

che non ce l'avremmo mai fatta.

Two words:

Due parole:

pay up.

paga pegno.

(Laughter)

(Risate)

(Applause)

(Applausi)

Pay up, because we did it.

Paga pegno, perché ce l'abbiamo fatta.

We took the entire high-tech molecular lab

Abbiamo portato l'intero laboratorio molecolare hi-tech

to the farmers of Tanzania, Kenya and Uganda,

ai contadini di Tanzania, Kenya e Uganda

and we called it Tree Lab.

e l'abbiamo chiamato Tree Lab.

So what did we do?

E cos'abbiamo fatto?

Well, first of all, we gave ourselves a team name --

Innanzitutto, ci siamo dati un nome:

it's called the Cassava Virus Action Project.

Cassava Virus Action Project.

We made a website,

Abbiamo creato un sito web,

we gathered support from the genomics and computing communities,

raccolto il sostegno delle comunità della genomica e del computing

and away we went to the farmers.

e siamo andati dalle contadine.

Everything that we need for our Tree Lab

Tutto quello che ci serve per il Tree Lab

is being carried by the team here.

viene portato dal team che vedete qui.

All of the molecular and computational requirements needed

Tutti gli strumenti molecolari e di computing necessari

to diagnose sick plants is there.

per diagnosticare le malattie nelle piante sono lì.

And it's actually all on this stage here as well.

E in realtà sono anche su questo palco.

We figured if we could get the data closer to the problem,

Abbiamo pensato che avvicinando i dati al problema

and closer to the farmer,

e alle contadine

the quicker we could tell her what was wrong with her plant.

avremmo potuto dire loro più velocemente quale fosse il problema della pianta.

And not only tell her what was wrong --

E non solo questo,

give her the solution.

ma anche dare la soluzione.

And the solution is,

E la soluzione è

burn the field and plant varieties

bruciare il campo e piantare delle varietà

that are resistant to the pests and pathogens she has in her field.

che siano resistenti ai parassiti e agenti patogeni che ci sono nel campo.

So the first thing that we did was we had to do a DNA extraction.

Per prima cosa dovevamo estrarre del DNA.

And we used this machine here.

E per farlo abbiamo usato questo strumento

It's called a PDQeX,

si chiama PDQeX,

which stands for "Pretty Damn Quick Extraction."

che sta per "Pretty Damn Quick Extraction" (estrazione dannatamente veloce).

(Laughter)

(Risate)

I know.

Bello, no?

My friend Joe is really cool.

Il mio amico Joe è proprio forte.

One of the biggest challenges in doing a DNA extraction

Una delle sfide maggiori nell'estrazione del DNA

is it usually requires very expensive equipment,

sta nel fatto che di solito richiede strumenti molto costosi

and takes hours.

e che ci vogliono ore.

But with this machine,

Ma con questo strumento

we've been able to do it in 20 minutes,

siamo riusciti a farla in 20 minuti

at a fraction of the cost.

a un costo molto più basso.

And this runs off of a motorcycle battery.

E basta una batteria da moto.

From there, we take the DNA extraction and prepare it into a library,

Con questo strumento estraiamo il DNA e lo mettiamo in un catalogo

getting it ready to load on

dove viene preparato per il caricamento

to this portable, handheld genomic sequencer,

su questo sequenziatore genomico portatile,

which is here,

che è qui,

and then we plug this into a mini supercomputer,

e poi colleghiamo questo a un mini supercomputer

which is called a MinIT.

che si chiama MinIT.

And both of these things are plugged into a portable battery pack.

Ed entrambe queste cose sono collegate a una batteria portatile.

So we were able to eliminate

Così siamo riusciti a fare a meno

the requirements of main power and internet,

dell'elettricità e di internet,

which are two very limiting factors on a small-scale family farm.

che sono due fattori molto limitanti per una piccola attività agricola.

Analyzing the data quickly can also be a problem.

Anche analizzare i dati velocemente può essere problematico.

But this is where me being a computational biologist came in handy.

Proprio qui il mio lavoro di biologa computazionale è tornato utile.

All that gluing of dead plants,

Tutto quell'incollare piante morte,

and all that measuring,

tutto quel misurare

and all that computing

e usare il computer

finally came in handy in a real-world, real-time way.

finalmente si è rivelato utile nel mondo reale.

I was able to make customized databases

Sono riuscita a creare banche dati personalizzate

and we were able to give the farmers results in three hours

e siamo stati in grado di dare i risultati alle contadine in tre ore

versus six months.

anziché in sei mesi.

(Applause)

(Applausi)

The farmers were overjoyed.

Le contadine scoppiavano di gioia.

So how do we know that we're having impact?

Come facciamo a sapere di aver fatto la differenza?

Nine moths after our Tree Lab,

Nove mesi dopo la creazione del Tree Lab,

Asha went from having zero tons per hectare

Asha è passata da zero tonnellate per ettaro

to 40 tons per hectare.

a 40 tonnellate per ettaro.

She had enough to feed her family

Aveva abbastanza raccolto da sfamare la sua famiglia

and she was selling it at the market,

e poteva vendere il resto al mercato

and she's now building a house for her family.

e adesso sta costruendo una casa per la sua famiglia.

Yeah, so cool.

Sì, fantastico.

(Applause)

(Applausi)

So how do we scale Tree Lab?

E come aumentare l'impatto del Tree Lab?

The thing is,

Il fatto è che

farmers are scaled already in Africa.

l'impatto è automaticamente moltiplicato.

These women work in farmer groups,

Queste donne lavorano in gruppi

so helping Asha actually helped 3,000 people in her village,

e quindi aiutando Asha abbiamo aiutato 3000 persone nel suo villaggio

because she shared the results and also the solution.

perché lei ha condiviso con loro i risultati e anche la soluzione.

I remember every single farmer I've ever met.

Ricordo ogni singola contadina che ho incontrato.

Their pain and their joy

La loro sofferenza e la loro gioia

is engraved in my memories.

sono scolpite nella mia memoria.

Our science is for them.

La nostra scienza è per loro.

Tree Lab is our best attempt to help them become more food secure.

Tree Lab è il nostro migliore tentativo di aumentare la loro sicurezza alimentare.

I never dreamt

Non ho mai sognato

that the best science I would ever do in my life

che il mio lavoro scientifico più importante

would be on that blanket in East Africa,

l'avrei fatto su quella coperta nell'Africa dell'est

with the highest-tech genomic gadgets.

con le tecnologie più avanzate della genomica.

But our team did dream

Ma il nostro team sì che sognava

that we could give farmers answers in three hours versus six months,

di poter dare delle risposte ai contadini in tre ore invece che in sei mesi.

and then we did it.

E ce l'abbiamo fatta.

Because that's the power of diversity and inclusion in science.

Perché questo è il potere della diversità e dell'inclusione nella scienza.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)

(Cheers)

(Acclamazioni)