Rob Knight: How our microbes make us who we are

מתרגם: hila scherba מבקר: Sigal Tifferet

We humans have always been very concerned about the health of our bodies,

בני האדם תמיד דאגו לבריאות גופנו,

but we haven't always been that good at figuring out what's important.

אך לא תמיד הצלחנו להבין מה חשוב.

Take the ancient Egyptians, for example:

קחו למשל את המצרים העתיקים:

very concerned about the body parts they thought they'd need in the afterlife,

הם דאגו מאוד לחלקי הגוף שחשבו שיצטרכו בעולם הבא,

but they left some parts out.

אך הם השאירו כמה חלקים בחוץ.

This part, for example.

החלק הזה, למשל.

Although they very carefully preserved the stomach, the lungs,

למרות ששימרו בזהירות את הבטן, הריאות, הכבד, וכן הלאה,

the liver, and so forth,

they just mushed up the brain, drained it out through the nose,

הם פשוט מעכו את המוח, ניקזו אותו דרך האף, וזרקו אותו,

and threw it away,

which makes sense, really,

שזה הגיוני, האמת, כי מה כבר עושה בשבילנו המוח?

because what does a brain do for us anyway?

But imagine if there were a kind of neglected organ in our bodies

אך דמיינו לעצמכם אם היה איזשהו איבר מוזנח בגופנו

that weighed just as much as the brain

שמשקלו היה כמו זה של המוח

and in some ways was just as important to who we are,

ובאופנים מסוימים חשוב למי שאנחנו,

but we knew so little about and treated with such disregard.

אך היינו יודעים כל כך מעט עליו ומתייחסים אליו בזלזול.

And imagine if, through new scientific advances,

ודמיינו לעצמכם, שבשל תגליות מדעיות חדשות,

we were just beginning to understand

היינו רק מתחילים להבין את חשיבותו לדרך בה אנו חושבים על עצמנו.

its importance to how we think of ourselves.

Wouldn't you want to know more about it?

האם לא הייתם רוצים לדעת עוד על זה?

Well, it turns out that we do have something just like that:

ובכן, מתברר שיש לנו דבר בדיוק כזה:

our gut,

הקרביים שלנו, או ליתר דיוק, המיקרובים שבהם.

or rather, its microbes.

But it's not just the microbes in our gut that are important.

אבל לא רק המיקרובים בקרביים שלנו חשובים.

Microbes all over our body

מסתבר שמיקרובים בכל הגוף שלנו הם קריטיים לשורה של הבדלים

turn out to be really critical to a whole range of differences

that make different people who we are.

שגורמים לאנשים שונים להיות מי שאנחנו.

So for example, have you ever noticed

אז למשל, האם שמתם לב שאנשים מסוימים נעקצים על ידי יתושים יותר מאחרים?

how some people get bitten by mosquitos way more often than others?

It turns out that everyone's anecdotal experience out camping is actually true.

מתברר שהחוויה האנקדוטית של כולם בקמפינג היא למעשה נכונה.

For example, I seldom get bitten by mosquitos,

לדוגמה, אני לעיתים רחוקות נעקץ על ידי יתושים,

but my partner Amanda attracts them in droves,

אך עמיתתי אמנדה מושכת אותם בהמוניהם,

and the reason why is that we have different microbes on our skin

והסיבה לכך היא שיש לנו מיקרובים שונים על העור

that produce different chemicals that the mosquitos detect.

שמייצרים כימיקלים שונים שהיתושים מזהים.

Now, microbes are also really important in the field of medicine.

מיקרובים חשובים מאוד גם ברפואה.

So, for example, what microbes you have in your gut

אז למשל, המיקרובים שיש לכם בקרביים

determine whether particular painkillers are toxic to your liver.

קובעים אם משככי כאבים מסויימים רעילים לכבד שלכם.

They also determine whether or not other drugs will work for your heart condition.

הם גם קובעים אם תרופות אחרות יעזרו למחלת הלב שלכם.

And, if you're a fruit fly, at least,

ואם אתם זבוב פירות, המיקרובים שלכם קובעים עם מי תרצו לעשות סקס.

your microbes determine who you want to have sex with.

We haven't demonstrated this in humans yet

עדיין לא הראינו את זה בבני אדם, אבל אולי זה רק עניין של זמן.

but maybe it's just a matter of time before we find out. (Laughter)

(צחוק)

So microbes are performing a huge range of functions.

אז מיקרובים מבצעים מלא תפקודים.

They help us digest our food.

הם מסייעים לנו לעכל את המזון, הם עוזרים לחנך את מערכת החיסון שלנו,

They help educate our immune system.

They help us resist disease,

הם עוזרים לנו להתנגד למחלות,

and they may even be affecting our behavior.

והם אולי אפילו משפיעים על ההתנהגות שלנו.

So what would a map of all these microbial communities look like?

אז איך מפה של קהילות המיקרובים האלו תיראה?

Well, it wouldn't look exactly like this,

אז זה לא ייראה בדיוק כך, אבל זה מדריך טוב כדי להבין מגוון ביולוגי.

but it's a helpful guide for understanding biodiversity.

Different parts of the world have different landscapes of organisms

בחלקים שונים בעולם יש נוף שונה של אורגניזמים

שמאפיינים איזור כזה או אחר,

that are immediately characteristic of one place or another

or another.

או אחר.

With microbiology, it's kind of the same, although I've got to be honest with you:

במיקרוביולוגיה, זה בערך אותו הדבר, למרות שאני חייב להיות כן איתכם:

All the microbes essentially look the same under a microscope.

כל המיקרובים ביסודם נראים אותו הדבר מתחחת למיקרוסקופ.

So instead of trying to identify them visually,

אז במקום לנסות לזהות אותם לפי מראה,

מה שאנחנו עושים זה להסתכל על רצף ה-DNA שלהם,

what we do is we look at their DNA sequences,

and in a project called the Human Microbiome Project,

ובפרוייקט שנקרא - "פרוייקט המִיקְרוֹבִּיּוֹם האנושי",

NIH funded this $173 million project

NIH מימן את הפרוייקט שעלותו 173 מיליון דולר

where hundreds of researchers came together

בו מאות חוקרים ממפים יחד את כל ה-A, ה-T, ה-G וה-Cים,

to map out all the A's, T's, G's, and C's,

ואת כל המיקרובים בגוף האדם.

and all of these microbes in the human body.

So when we take them together, they look like this.

אז כשאנחנו שמים אותם ביחד, הם נראים כך.

It's a bit more difficult to tell who lives where now, isn't it?

עכשיו קצת יותר קשה להבין מי חי איפה, נכון?

What my lab does is develop computational techniques that allow us

מה שהמעבדה שלי עושה זה לפתח טכניקות ממוחשבות

שמאפשרות לנו לקחת את כל הטרה-בייטים של מידע על הרצפים

to take all these terabytes of sequence data

and turn them into something that's a bit more useful as a map,

ולהפוך אותם למשהו שהוא קצת יותר שימושי כמפה,

and so when we do that with the human microbiome data

כשאנחנו עושים את זה עם המידע על המיקרוביום האנושי

from 250 healthy volunteers,

מיותר מ-250 מתנדבים בריאים, זה נראה כך.

it looks like this.

Each point here represents all the complex microbes

כל נקודה כאן מייצגת את מכלול המיקרובים בקהילה מיקרובית שלמה.

in an entire microbial community.

See, I told you they basically all look the same.

אתם רואים שבעיקרון כולם דומים.

So what we're looking at is each point represents one microbial community

אז מה שאתם רואים זה שכל נקודה מייצגת קהילת מיקרובים אחת

from one body site of one healthy volunteer.

מאתר אחד בגוף של מתנדב בריא אחד.

And so you can see that there's different parts of the map in different colors,

ואפשר לראות שיש חלקים שונים במפה בצבעים שונים, כמעט כמו יבשות נפרדות.

almost like separate continents.

And what it turns out to be

ומתברר שכל איזור נפרד בגוף,

is that those, as the different regions of the body,

have very different microbes in them.

מכיל מיקרובים שונים מאוד.

So what we have is we have the oral community up there in green.

אז למעלה בירוק יש לנו את קהילת הפה.

Over on the other side, we have the skin community in blue,

בצד השני, יש לנו בכחול את קהילת העור, ובסגול את הקהילה הוגינלית,

the vaginal community in purple,

and then right down at the bottom, we have the fecal community in brown.

וממש שם למטה, יש את הקהילה הצואתית בחום.

And we've just over the last few years

ובכמה השנים האחרונות מצאנו שמיקרובים בחלקים שונים בגוף

found out that the microbes in different parts of the body

שונים בצורה מדהימה.

are amazingly different from one another.

So if I look at just one person's microbes

אז אם אסתכל על מיקרובים של אדם אחד בפה ובקרביים,

in the mouth and in the gut,

it turns out that the difference between those two microbial communities

מתברר שהשוני בין שתי קהילות המיקרובים הללו הוא ענק.

is enormous.

הוא גדול יותר מהשוני בין המיקרובים בשונית הזו לבין אלו בערבה הזו.

It's bigger than the difference between the microbes in this reef

and the microbes in this prairie.

So this is incredible when you think about it.

אז זה מדהים כשחושבים על זה.

What it means is that a few feet of difference in the human body

מה שזה אומר זה שמרחק של כמה עשרות סנטימטרים בגוף אדם

makes more of a difference to your microbial ecology

מהווה הבדל גדול יותר לאקולוגיה המיקרובית שלכם

than hundreds of miles on Earth.

מאשר מאות ק"מ על כדור הארץ.

And this is not to say that two people look basically the same

וזה גם לא אומר ששני אנשים נראים דומה באותה סביבה.

in the same body habitat, either.

So you probably heard

אז בוודאי שמעתם שאנחנו בערך אותו דבר במונחים של ה-DNA האנושי שלנו.

that we're pretty much all the same in terms of our human DNA.

You're 99.99 percent identical in terms of your human DNA

אתם 99.99% זהים מבחינת ה-DNA האנושי שלכם לאדם שיושב לידכם.

to the person sitting next to you.

But that's not true of your gut microbes:

אבל זה לא נכון מבחינת המיקרובים בקרביים שלכם:

you might only share 10 percent similarity

יתכן שיש לכם רק 10% דמיון עם האדם שיושב לצידכם מבחינת המיקרובים בקרביים.

with the person sitting next to you in terms of your gut microbes.

So that's as different as the bacteria on this prairie

זה כמו ההבדל בין החיידקים בערבה הזו לעומת היער הזה.

and the bacteria in this forest.

So these different microbes

אז למיקרובים השונים האלו יש גם תפקודים שונים, כמו שסיפרתי,

have all these different kinds of functions that I told you about,

החל מעיכול מזון דרך מעורבות במחלות שונות,

everything from digesting food

to involvement in different kinds of diseases,

metabolizing drugs, and so forth.

וכלה בפירוק תרופות ועוד.

So how do they do all this stuff?

אז איך הם עושים את כל הדברים האלו?

Well, in part it's because

חלק מהתשובה הוא שלמרות שיש לנו רק קילו וחצי של מיקרובים בקרביים,

although there's just three pounds of those microbes in our gut,

they really outnumber us.

הם למעשה עולים עלינו במספר.

And so how much do they outnumber us?

עד כמה הם עולים עלינו במספר?

Well, it depends on what you think of as our bodies.

זה תלוי איך אתם מגדירים את הגוף שלכם.

Is it our cells?

האם זה התאים שלנו?

Well, each of us consists of about 10 trillion human cells,

כל אחד מאיתנו מורכב מבערך 10 טריליון תאים אנושיים,

but we harbor as many as 100 trillion microbial cells.

אבל אנחנו מכילים עד 100 טריליון תאים מיקרוביים.

So they outnumber us 10 to one.

אז הם עולים עלינו במספר פי 10.

Now, you might think, well, we're human because of our DNA,

אז אתם יכולים לחשוב, טוב, אנחנו אנושיים בגלל ה-DNA שלנו,

but it turns out that each of us has about 20,000 human genes,

אבל מתברר שלכל אחד מאיתנו יש בערך 20,000 גנים אנושיים,

depending on what you count exactly,

תלוי מה סופרים,

but as many as two million to 20 million microbial genes.

אבל לפחות 2-20 מיליון גנים של מיקרובים.

אז בכל דרך שנסתכל על זה, אנחנו נמוכים מספרית במידה רבה

So whichever way we look at it, we're vastly outnumbered

by our microbial symbionts.

מאשר הסימביונטים המיקרוביים שלנו.

And it turns out that in addition to traces of our human DNA,

ומתברר שבנוסף לעקבות ה-DNA האנושי שלנו,

we also leave traces of our microbial DNA

אנחנו משאירים עקבות של ה-DNA החיידקי שלנו על כל דבר בו אנחנו נוגעים.

on everything we touch.

הראינו במחקר לפני כמה שנים שניתן לזהות לפי כף היד של מישהו

We showed in a study a few years ago

that you can actually match the palm of someone's hand up

to the computer mouse that they use routinely

את עכבר המחשב שהוא משתמש בו בדיוק של עד 95%.

with up to 95 percent accuracy.

So this came out in a scientific journal a few years ago,

זה יצא בעיתון מדעי לפני כמה שנים,

but more importantly, it was featured on "CSI: Miami,"

אבל יותר חשוב מזה, זה נכנס ל-"זירת הפשע: מיאמי",

so you really know it's true.

אז אתם יודעים שזה באמת נכון.

(Laughter)

(צחוק)

So where do our microbes come from in the first place?

אז מאיפה המיקרובים שלנו מגיעים מלכתחילה?

Well if, as I do, you have dogs or kids,

אז אם כמוני, יש לכם כלבים או ילדים, בטח יש לכם חשדות לגבי זה,

you probably have some dark suspicions about that,

all of which are true, by the way.

כולן נכונות, דרך אגב.

So just like we can match you to your computer equipment

אז בדיוק כמו שאנחנו יכולים לקשר אתכם לציוד המחשב שלכם

by the microbes you share,

על פי המיקרובים שאתם חולקים, אנחנו גם יכולים לקשר אתכם לכלב שלכם.

we can also match you up to your dog.

אבל מתברר שאצל מבוגרים, קהילות המיקרובים הם יחסית יציבות,

But it turns out that in adults,

microbial communities are relatively stable,

אז אפילו אם אתם גרים ביחד עם מישהו, אתם תשמרו על זהות מיקרובית נפרדת

so even if you live together with someone,

you'll maintain your separate microbial identity

over a period of weeks, months, even years.

למשך תקופות של שבועות, חודשים, אפילו שנים.

It turns out that our first microbial communities

מתברר שקהילות המיקרובים הראשונות שלנו תלויות מאוד באיך אנחנו נולדים.

depend a lot on how we're born.

אז תינוקות שיוצאים בדרך הרגילה,

So babies that come out the regular way,

all of their microbes are basically like the vaginal community,

כל המיקרובים שלהם הם בעיקרון כמו הקהילה הוגינלית,

בעוד שתינוקות שנולדים בניתוח קיסרי, כל המיקרובים שלהם נראים כמו אלה של העור.

whereas babies that are delivered by C-section,

all of their microbes instead look like skin.

And this might be associated with some of the differences

וזה יכול להיות קשור לחלק מההבדלים בבריאות שנקשרים לניתוח קיסרי,

in health associated with Cesarean birth,

such as more asthma, more allergies, even more obesity,

כמו למשל, יותר אסתמה, יותר אלרגיות, אפילו יותר משקל עודף,

all of which have been linked to microbes now,

מצבים שנקשרים כיום למיקרובים,

and when you think about it, until recently, every surviving mammal

וכשחושבים על זה, עד לאחרונה, כל יונק ששרד נולד דרך תעלת הלידה,

had been delivered by the birth canal,

אז המחסור במיקרובים ההגנתיים האלו שאנחנו התפתחנו לצידם אבולוציונית

and so the lack of those protective microbes

that we've co-evolved with might be really important

יכול להיות מאוד חשוב להרבה מצבים

for a lot of these different conditions that we now know involve the microbiome.

שאנחנו עכשיו יודעים שמערבים את המיקרוביום.

When my own daughter was born a couple of years ago

כשהבת שלי נולדה לפני שנתיים בניתוח חירום קיסרי,

by emergency C-section,

we took matters into our own hands

לקחנו את העניינים לידיים

and made sure she was coated with those vaginal microbes

ווידאנו שהיא תהיה עטופה במיקרובים הוגינלים שהיא הייתה מקבלת באופן טבעי.

that she would have gotten naturally.

עכשיו, זה מאוד קשה להגיד אם היתה לזה השפעה ספציפית על הבריאות שלה, נכון?

Now, it's really difficult to tell whether this has had an effect

on her health specifically, right?

With a sample size of just one child, no matter how much we love her,

עם מדגם בגודל של ילד אחד, לא משנה כמה אנחנו אוהבים אותה,

you don't really have enough of a sample size

אין לך ממש מדגם כדי להבין מה קורה בממוצע,

to figure out what happens on average,

but at two years old, she hasn't had an ear infection yet,

אבל בגיל שנתיים, עדיין לא היתה לה דלקת באוזניים,

so we're keeping our fingers crossed on that one.

אז אנחנו מחזיקים אצבעות.

And what's more, we're starting to do clinical trials with more children

ויותר מזה, אנחנו מתחילים לעשות ניסויים קליניים עם עוד ילדים

to figure out whether this has a protective effect generally.

כדי להבין אם יש לזה השפעה הגנתית בכלל.

So how we're born has a tremendous effect on what microbes we have initially,

אז לאיך שאנחנו נולדים יש השפעה ענקית על המיקרובים שיש לנו בהתחלה,

but where do we go after that?

אבל לאן ממשיכים?

What I'm showing you again here is this map

מה שאני שןב מראה לכם כאן זו מפת הנתונים של פרויקט המיקרוביום האנושי,

of the Human Microbiome Project Data,

so each point represents a sample from one body site

כשכל נקודה מייצג דוגמה מאתר אחד בגוף של אחד מ-250 מבוגרים בריאים.

from one of 250 healthy adults.

And you've seen children develop physically.

וראיתם ילדים מתפתחים גופנית. ראיתם אותם מתפתחים נפשית.

You've seen them develop mentally.

Now, for the first time, you're going to see

עכשיו, לראשונה, תראו ילד של עמית שלי מתפתח מבחינה חיידקית.

one of my colleague's children develop microbially.

So what we are going to look at

אז מה שאנחנו הולכים להסתכל עליו,

is we're going to look at this one baby's stool,

אנחנו הולכים להסתכל על צואה של תינוק אחד,

the fecal community, which represents the gut,

הקהילה הצואתית שמייצגת את הקרביים, נדגמה כל שבוע למשך כמעט שנתיים וחצי.

sampled every week for almost two and a half years.

אז אנחנו מתחילים ביום מספר אחד.

And so we're starting on day one.

What's going to happen is that the infant is going to start off as this yellow dot,

מה שקורה זה שהתינוק עומד להתחיל בנקודה הצהובה,

and you can see that he's starting off basically in the vaginal community,

ואתם יכולים לראות שהוא בעיקרון מתחיל בקהילה הוגינלית,

as we would expect from his delivery mode.

כמו שהיינו מצפים על פי צורת הלידה שלו.

And what's going to happen over these two and a half years

ומה שהולך לקרות במהלך השנתיים וחצי האלו זה שהוא הולך לרדת כל הדרך למטה

is that he's going to travel all the way down

ולהידמות לקהילה הצואתית של אדם מבוגר ממתנדבים בריאים בתחתית המפה.

to resemble the adult fecal community from healthy volunteers down at the bottom.

So I'm just going to start this going and we'll see how that happens.

אז אני עומד להתחיל את זה ונראה מה מתרחש.

What you can see, and remember each step in this is just one week,

מה שרואים, ותזכרו שכל צעד הוא שבוע אחד בלבד,

what you can see is that week to week,

מה שאתם יכולים לראות הוא שמשבוע לשבוע,

the change in the microbial community of the feces of this one child,

השינוי בקהילה המיקרובית בצואה של ילד אחד,

the differences week to week are much greater

השינויים משבוע לשבוע הם גדולים בהרבה מההבדלים בין מבוגרים בריאים שונים

than the differences between individual healthy adults

in the Human Microbiome Project cohort,

בפרוייקט המיקרוביום האנושי,

which are those brown dots down at the bottom.

שהם הנקודות החומות בתחתית המפה.

And you can see he's starting to approach the adult fecal community.

ואתם רואים שהוא מתקרב לקהילה הצואתית של המבוגרים.

This is up to about two years.

זה קרוב לשנתיים.

But something amazing is about to happen here.

אבל משהו מדהים עומד להתרחש כאן.

So he's getting antibiotics for an ear infection.

הוא מקבל אנטיביוטיקה לדלקת באוזניים.

What you can see is this huge change in the community,

מה שרואים זה שינוי אדיר בקהילה, ואחריה התאוששות יחסית מהירה.

followed by a relatively rapid recovery.

I'll just rewind that for you.

אני אחזיר את זה אחורה בשבילכם.

And what we can see is that just over these few weeks,

ומה שאנחנו רואים זה שבמהלך מספר השבועות הזה,

we have a much more radical change,

יש לנו שינוי הרבה יותר קיצוני,

a setback of many months of normal development,

עיכוב של כמה חודשים של התפתחות תקינה, ולאחריה התאוששות יחסית מהירה,

followed by a relatively rapid recovery,

and by the time he reaches day 838,

וכשהוא מגיע ליום 838, שזה סוף הסרט,

which is the end of this video,

you can see that he has essentially reached the healthy adult stool community,

אתם רואים שהוא הגיע לקהילת הצואה של מבוגר בריא,

למרות ההתערבות של האנטיביוטיקה.

despite that antibiotic intervention.

So this is really interesting because it raises fundamental questions

אז זה באמת מעניין כי זה מעלה מספר שאלות בסיסיות

about what happens when we intervene at different ages in a child's life.

על מה שקורה כשאנחנו מתערבים בגילאים שונים בחיי הילד.

So does what we do early on, where the microbiome is changing so rapidly,

האם מה שאנחנו עושים בשלבים המוקדמים, כשהמיקרוביום משתנה כל כך מהר,

actually matter,

באמת משנה? או שזה כמו לזרוק אבן לים סוער, איפה שהגלים הקטנים פשוט ייאבדו?

or is it like throwing a stone into a stormy sea,

where the ripples will just be lost?

Well, fascinatingly, it turns out that if you give children antibiotics

אז מתברר שאם ילדים מקבלים אנטיביוטיקה בחצי השנה הראשונה לחייהם,

in the first six months of life,

they're more likely to become obese later on

עולה הסיכוי שלהם לעודף משקל מאוחר יותר

than if they don't get antibiotics then or only get them later,

מאשר אם הם לא מקבלים אז או שהם מקבלים אותה יותר מאוחר,

and so what we do early on may have profound impacts

אז מה שאנחנו עושים בשלבים המוקדמים יכול להשפיע באופן משמעותי

on the gut microbial community and on later health

על קהילת המיקרובים בקרביים ועל הבריאות מאוחר יותר

that we're only beginning to understand.

ואנחנו רק מתחילים להבין את זה.

So this is fascinating, because one day, in addition to the effects

אז זה מרתק, כי יום אחד, בנוסף להשפעות שיש לאנטיביוטיקה

that antibiotics have on antibiotic-resistant bacteria,

על חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה,

which are very important,

שהן חשובות מאוד,

היא גם כנראה פוגעת במערכות האקולוגיות המיקרוביות בקרביים שלנו,

they may also be degrading our gut microbial ecosystems,

and so one day we may come to regard antibiotics with the same horror

אז יום אחד אולי נתייחס לאנטיביוטיקה עם אותה האימה

that we currently reserve for those metal tools

שאנחנו שומרים לכלי המתכת שהמצרים השתמשו בהם כדי למעוך את המוחות

that the Egyptians used to use to mush up the brains

before they drained them out for embalming.

לפני שייבשו אותם לחניטה.

So I mentioned that microbes have all these important functions,

אז ציינתי שלמיקרובים יש תפקודים מאוד חשובים,

and they've also now, just over the past few years,

ועכשיו, ממש בשנים האחרונות, הם נקשרו לטווח רחב של מחלות,

been connected to a whole range of different diseases,

including inflammatory bowel disease,

כולל דלקת במעיים, מחלות לב, סרטן המעי ואפילו השמנת יתר.

heart disease, colon cancer,

and even obesity.

Obesity has a really large effect, as it turns out,

השמנת יתר היא בעלת השפעה גדולה מאוד, מתברר,

והיום, אנחנו יכולים להגיד אם אתה רזה או בעל השמנת יתר

and today, we can tell whether you're lean or obese

with 90 percent accuracy

בדיוק של 90% רק מלהסתכל על המיקרובים בקרביים שלך.

by looking at the microbes in your gut.

Now, although that might sound impressive,

עכשיו, למרות שזה נשמע מרשים, זה קצת בעייתי כבדיקה רפואית,

in some ways it's a little bit problematic as a medical test,

כיוון שניתן לומר למי יש השמנת יתר

because you can probably tell which of these people is obese

without knowing anything about their gut microbes,

מבלי לדעת דבר על המיקרובים בקרביים שלהם,

but it turns out that even if we sequence their complete genomes

אבל מסתבר שגם אם אנחנו נרצף את הגנום המלא שלהם ויהיה לנו את כל ה-DNA האנושי שלהם,

and had all their human DNA,

we could only predict which one was obese with about 60 percent accuracy.

אנחנו יכולים לחזות מי בעל השמנת יתר בדיוק של רק 60%.

So that's amazing, right?

אז זה מדהים, נכון?

What it means that the three pounds of microbes that you carry around with you

מה שזה אומר זה שהקילו וחצי של מיקרובים שאתם נושאים איתכם

אולי יותר חשובים למצבים בריאותיים מסוימים מאשר כל גן בגנום שלכם.

may be more important for some health conditions

than every single gene in your genome.

And then in mice, we can do a lot more.

בעכברים אנחנו יכולים לעשות הרבה יותר.

So in mice, microbes have been linked to all kinds of additional conditions,

בעכברים, מיקרובים קושרו לכל מיני מצבים נוספים,

including things like multiple sclerosis,

כולל דברים כמו טרשת נפוצה, דיכאון, אוטיזם, ושוב, השמנת יתר.

depression, autism, and again, obesity.

But how can we tell whether these microbial differences

אבל איך אנחנו יכולים לדעת אם ההבדלים האלה במיקרובים שנקשרו למחלות

that correlate with disease are cause or effect?

הם סיבה או תוצאה?

Well, one thing we can do is we can raise some mice

אז דבר אחד שאפשר לעשות זה לגדל כמה עכברים

without any microbes of their own in a germ-free bubble.

ללא מיקרובים משל עצמם בבועה חסרת מיקרובים.

Then we can add in some microbes that we think are important,

ואז אפשר להוסיף כמה מיקרובים שנראים לנו חשובים,

and see what happens.

ונראה מה מתרחש.

When we take the microbes from an obese mouse

כשאנחנו לוקחים את המיקרובים מעכבר בעל שומן יתר

and transplant them into a genetically normal mouse

ומשתילים אותם בעכבר נורמלי מבחינה גנטית שגדל בבועה ללא מיקרובים משל עצמו,

that's been raised in a bubble with no microbes of its own,

it becomes fatter than if it got them from a regular mouse.

העכבר הופך להיות שמן יותר מאשר אם הייתי לוקח אותם מעכבר רגיל.

Why this happens is absolutely amazing, though.

למרות זאת, הסיבה שזה מתרחש היא ממש מדהימה.

Sometimes what's going on is that the microbes

לפעמים מה שקורה הוא שהמיקרובים עוזרים לעכל אוכל יותר ביעילות בתזונה מסוימת,

are helping them digest food more efficiently from the same diet,

so they're taking more energy from their food,

אז הם לוקחים יותר אנרגיה מהאוכל שלהם,

but other times, the microbes are actually affecting their behavior.

אבל בפעמים אחרות, המיקרובים משפיעים על ההתנהגות.

What they're doing is they're eating more than the normal mouse,

מה שהם עושים זה שהם אוכלים יותר מאשר העכבר הנורמלי,

so they only get fat if we let them eat as much as they want.

אז הם הופכים להיות שמנים רק אם אנחנו נותנים להם לאכול כמה שהם רוצים.

So this is really remarkable, right?

אז זה מדהים, נכון?

The implication is that microbes can affect mammalian behavior.

המשמעות של זה היא שמיקרובים יכולים להשפיע על התנהגות של יונקים.

So you might be wondering whether we can also do this sort of thing across species,

אז אתם יכולים לתהות אם אנחנו יכולים לעשות דבר כזה בין מינים,

and it turns out that if you take microbes from an obese person

ומתברר שאם תקחו את המיקרובים מאדם בעל משקל יתר

and transplant them into mice you've raised germ-free,

ותשתילו אותם בעכברים שגידלתם ללא מיקרובים, העכברים האלו גם כן יהפכו לשמנים יותר

those mice will also become fatter

than if they received the microbes from a lean person,

מאשר אם היו מקבלים את המיקרובים מאדם רזה,

but we can design a microbial community that we inoculate them with

אבל אנחנו יכולים לתכנן קהילה מיקרובית שנכניס להם אותה

that prevents them from gaining this weight.

שתמנע מהם לעלות את המשקל הזה.

We can also do this for malnutrition.

אנחנו יכולים לעשות את זה גם עם תת תזונה.

So in a project funded by the Gates Foundation,

בפרוייקט שממומן על ידי קרן גייטס,

what we're looking at is children in Malawi

מה שאנחנו בוחנים זה ילדים במלאווי שיש להם קוושיורקור, מצב קשה של תת תזונה,

who have kwashiorkor, a profound form of malnutrition,

and mice that get the kwashiorkor community transplanted into them

ועכברים שהושתלה בהם קהילה מיקרובית של הקוושיורקור,

lose 30 percent of their body mass

איבדו 30% ממסת הגוף שלהם בשלושה שבועות בלבד,

in just three weeks,

but we can restore their health by using the same peanut butter-based supplement

אבל אנחנו יכולים להחזיר להם את בריאותם על ידי שימוש באותו תוסף של חמאת בוטנים

that is used for the children in the clinic,

שמשתמשים בו עם הילדים במרפאה,

and the mice that receive the community

והעכברים שקיבלו את חברת המיקרובים

from the healthy identical twins of the kwashiorkor children do fine.

מזוג התאומים הזהים הבריאים בין ילדי הקוושיורקור, מתאוששים.

This is truly amazing because it suggests that we can pilot therapies

זה באמת מדהים כי זה מצביע על כך שאנחנו יכולים לנסות טיפולים לראשונה

by trying them out in a whole bunch of different mice

על ידי ניסוי העכברים עם קהילות חיידקי מעיים של אנשים שונים

with individual people's gut communities

and perhaps tailor those therapies all the way down to the individual level.

ואולי להתאים את הטיפולים האלו עד לרמת טיפול יחידני.

So I think it's really important that everyone has a chance

אז אני חושב שזה באמת חשוב שלכולם תהיה הזדמנות להשתתף בגילוי הזה.

to participate in this discovery.

So, a couple of years ago,

לפני שנתיים, התחלנו את הפרוייקט "קרביים אמריקאיים",

we started this project called American Gut,

which allows you to claim a place for yourself on this microbial map.

שמאפשר לך לתבוע מקום לעצמך על המפה החיידקית.

This is now the largest crowd-funded science project that we know of --

זה הפרוייקט המדעי הגדול ביותר שידוע לנו, הממומן על ידי הציבור,

over 8,000 people have signed up at this point.

יותר מ-8,000 חתמו עד עכשיו.

What happens is, they send in their samples,

מה שקורה זה שהם שולחים לנו את הדגימות שלהם,

we sequence the DNA of their microbes and then release the results back to them.

אנחנו מרצפים את ה-DNA של המיקרובים שלהם ואז משחררים את התוצאות בחזרה אליהם.

We also release them, de-identified, to scientists, to educators,

אנחנו גם מפרסמים אותם, ללא זיהוי, למדענים, למחנכים,

to interested members of the general public, and so forth,

לאנשים שמביעים עניין מהציבור הרחב, וכן הלאה,

so anyone can have access to the data.

כך שלכל אחד יכולה להיות גישה לנתונים.

On the other hand,

מצד שני, כשאנחנו עושים סיורים במעבדה שלנו במוסד ביופרונטירס,

when we do tours of our lab at the BioFrontiers Institute,

and we explain that we use robots and lasers to look at poop,

ואנחנו מסבירים שאנחנו משתמשים ברובוטים ולייזרים כדי להסתכל על קקי,

it turns out that not everyone wants to know.

מסתבר שלא כולם רוצים לדעת.

(צחוק)

(Laughter)

But I'm guessing that many of you do,

אבל אני מתאר לעצמי שרבים מכם כן רוצים,

and so I brought some kits here if you're interested

אז הבאתי כמה ערכות, אם תרצו לנסות זאת בעצמכם.

in trying this out for yourself.

So why might we want to do this?

אז למה שנרצה לעשות את זה?

Well, it turns out that microbes are not just important

מתברר שמיקרובים חשובים לא רק באבחון רפואי,

for finding out where we are in terms of our health,

but they can actually cure disease.

אלא גם בריפוי מחלות.

This is one of the newest things we've been able to visualize

זה אחד הדברים החדשים שהצלחנו להראות עם עמיתינו מאוניברסיטת מינסוטה.

with colleagues at the University of Minnesota.

So here's that map of the human microbiome again.

אז הנה המפה של המיקרוביום האנושי שוב.

What we're looking at now --

מה שאנחנו רואים עכשיו,

I'm going to add in the community of some people with C. diff.

אני אוסיף לקהילה מספר אנשים עם C.diff.

So, this is a terrible form of diarrhea

שזה שלשול נוראי, שצריך ללכת לשירותים עד 20 פעם ביום,

where you have to go up to 20 times a day,

and these people have failed antibiotic therapy for two years

והם התקבלו לניסוי רק אחרי שלא הצליחו להירפא עם אנטיביוטיקה במהלך שנתיים.

before they're eligible for this trial.

So what would happen if we transplanted some of the stool from a healthy donor,

אז מה יקרה עם נשתיל בהם קצת צואה של תורם בריא,

that star down at the bottom,

הכוכב הזה בתחתית.

into these patients.

Would the good microbes do battle with the bad microbes

האם המיקרובים הטובים נלחמים עם המיקרובים הרעים

and help to restore their health?

ועוזרים להחזיר אותם לקו הבריאות?

So let's watch exactly what happens there.

אז בואו נראה בדיוק מה קורה שם.

Four of those patients are about to get a transplant

4 מהחולים האלו עומדים לקבל השתלה מהתורם הבריא בתחתית,

from that healthy donor at the bottom,

וניתן לראות שמיד יש שינוי קיצוני בקהילת חיידקי המעיים.

and what you can see is that immediately,

you have this radical change in the gut community.

So one day after you do that transplant,

אז יום אחד אחרי ההשתלה, כל הסימפטומים יורדים, השלשול נעלם,

all those symptoms clear up,

the diarrhea vanishes,

and they're essentially healthy again, coming to resemble the donor's community,

והם בריאים שוב, נראים כמו הקהילה של התורם, ונשארים שם.

and they stay there.

(Applause)

(מחיאות כפיים)

So we're just at the beginning of this discovery.

אז אנחנו רק בתחילת הגילוי הזה.

We're just finding out that microbes have implications

אנחנו רק מגלים שלמיקרובים יש השלכות על כל מיני סוגים שונים של מחלות,

for all these different kinds of diseases,

מדלקת במעיים להשמנת יתר, ואולי אפילו אוטיזם ודיכאון.

ranging from inflammatory bowel disease to obesity,

and perhaps even autism and depression.

What we need to do, though,

למרות זאת, מה שאנחנו צריכים לעשות, אנחנו צריכים לפתח סוג של GPS מיקרובי,

is we need to develop a kind of microbial GPS,

where we don't just know where we are currently

שאנחנו לא רק יודעים איפה אנחנו עכשיו

but also where we want to go and what we need to do

אלא גם לאן אנחנו רוצים ללכת ומה אנחנו צריכים לעשות כדי להגיע לשם,

in order to get there,

and we need to be able to make this simple enough

ואנחנו צריכים להיות מסוגלים לעשות את זה פשוט מספיק

that even a child can use it. (Laughter)

שאפילו ילד יוכל להשתמש בזה.

(צחוק)

Thank you.

תודה רבה.

(מחיאות כפיים)

(Applause)