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

翻訳: KEN SAITO 校正: Masaki Yanagishita

I get out of bed for two reasons.

私は２つの理由があって ベッドから起き出します

One, small-scale family farmers need more food.

１つめは 家族経営の小さな農家たちが もっと多くの食糧を必要としているからです

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

この2019年に 我々に食糧を供給する 農家たちが飢えているなんて おかしな話です

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

２つめは 科学が多様性と包含性を 必要としているからです

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

この地球上で特に解決が困難な問題―

like food insecurity for the millions living in extreme poverty,

例えば極度の貧困に生きる多くの人々の 食糧問題を解決しようとするならば

it's going to take all of us.

我々みんなの力が必要でしょう

I want to use the latest technology

私は最新の技術を活用して

with the most diverse and inclusive teams on the planet

世界で一番多様性を持ち 包含的なチームと共に

to help farmers have more food.

農家がもっと食糧を得られるよう 助けたいのです

I'm a computational biologist.

私は計算生物学者です

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

疑問ですよね　 それはどんな仕事でどう飢餓を解決するのか？

Basically, I like computers and biology

私は元々コンピューターと 生物学が好きだったんですが

and somehow, putting that together is a job.

どうやら それを合わせると 仕事になるんですね

(Laughter)

（笑）

I don't have a story

子供の頃から

of wanting to be a biologist from a young age.

生物学者になりたかったと いうわけではありませんでした

The truth is, I played basketball in college.

実際のところ 大学では バスケットボールの選手だったんです

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

さらに 学費援助プログラムが提供する 仕事を必要としていました

So one random day,

だから 思い立ったある日

I wandered to the nearest building to my dorm room.

宿舎から一番近い建物に行ってみたのです

And it just so happens it was the biology building.

そうすると そこがたまたま 生物学棟だったんですね

I went inside and looked at the job board.

中に入って仕事の掲示板を見てみました

Yes, this is pre-the-internet.

そう インターネットのまだ無い時代です

And I saw a three-by-five card

そして小さなカードに載っている

advertising a job to work in the herbarium.

「ハーバリウム」での仕事を見つけたんです

I quickly took down the number,

私は素早くその電話番号をメモしました

because it said "flexible hours,"

「勤務時間自由」とあって

and I needed that to work around my basketball schedule.

バスケットの空き時間に働くには その必要があったんです

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

図書館に駆け込んで 「ハーバリウム」が何か調べました

(Laughter)

（笑）

And it turns out

そして「ハーバリウム」は

an herbarium is where they store dead, dried plants.

枯れた植物の乾燥標本を 収蔵する場所だと知りました

I was lucky to land the job.

私は運よくその仕事を得ました

So my first scientific job

だから 私の初めての科学的な仕事は

was gluing dead plants onto paper for hours on end.

枯れた植物をひたすら 紙に糊付けすることだったのです

(Laughter)

（笑）

It's so glamorous.

わくわくしますね

This is how I became a computational biologist.

こうして私は計算生物学者になったのでした

During that time,

そうこうしている間に

genomics and computing were coming of age.

ゲノム科学と計算科学の時代となり

And I went on to do my masters

私は修士課程に進み

combining biology and computers.

生物学とコンピューターを組み合わせました

During that time,

その間 私は

I worked at Los Alamos National Lab

ロスアラモス国立研究所の

in the theoretical biology and biophysics group.

理論生物学と生物物理学の グループで働いていました

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

そして そこで初めて スーパーコンピューターに出会って

and my mind was blown.

心を奪われたのです

With the power of supercomputing,

スーパーコンピューターというのは

which is basically thousands of connected PCs on steroids,

簡単に言うとPCを数千個くっつけて 高速化したものですが

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

それを使うとインフルエンザや C型肝炎の複雑な様相を解明できます

And it was during this time that I saw the power

そこでの経験によって

of using computers and biology combined, for humanity.

コンピューターと生物学の組み合わせが 人類に役立つ力を持つことを知りました

And I wanted this to be my career path.

それで その道で 生きていきたいと思ったのです

So, since 1999,

1999年から

I've spent the majority of my scientific career

私は科学者としてのキャリアのほとんどを

in very high-tech labs,

高価な装置に囲まれた

surrounded by really expensive equipment.

ハイテク研究室で過ごしてきました

So many ask me

だから よくこう聞かれるんです

how and why do I work for farmers in Africa.

「なぜ そしてどんなふうにして アフリカの農家のために働いているのですか」

Well, because of my computing skills,

そうですね 私には コンピュータ技術があったので

in 2013, a team of East African scientists

2013年のことでしたが ある東アフリカの科学者チームから

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

キャッサバを守るのに苦労しているので チームに加わってほしいと頼まれたのです

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

キャッサバは植物で その葉と根が 世界中で８億の人々の食糧となっています

And 500 million in East Africa.

そして そのうち５億が 東アフリカの人々です

So that's nearly a billion people

約10億の人々が

relying on this plant for their daily calories.

日々必要な栄養分を この植物に頼っているのです

If a small-scale family farmer has enough cassava,

もし小規模な家族経営の農家に 十分なキャッサバがあれば

she can feed her family

家族を養うことができますし

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

市場で売ることで 学校の授業料 医療費そして貯金など

medical expenses and savings.

重要な費用にあてることもできます

But cassava is under attack in Africa.

しかし キャッサバは アフリカで 危機にさらされています

Whiteflies and viruses are devastating cassava.

コナジラミやウィルスが キャッサバに打撃を与えているのです

Whiteflies are tiny insects

コナジラミは小さな昆虫で

that feed on the leaves of over 600 plants.

600種類以上の植物の葉を食べます

They are bad news.

それは悪い知らせです

There are many species;

この虫には多くの種があり

they become pesticide resistant;

殺虫剤に耐性を持つようになり

and they transmit hundreds of plant viruses

そして 植物の病気の原因となる 何百ものウィルスを仲介し

that cause cassava brown streak disease

キャッサバ褐色条斑病や

and cassava mosaic disease.

キャッサバモザイク病をおこすのです

This completely kills the plant.

それらは植物を完全に駄目にします

And if there's no cassava,

そして キャッサバが無くなれば

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

何百万もの人々の 食糧も収入も 無くなってしまうのです

It took me one trip to Tanzania

一度タンザニアに行っただけで

to realize that these women need some help.

そこの女性たちには 助けが必要なことが分かりました

These amazing, strong, small-scale family farmers,

驚異的で力強い 小規模な家族経営の農家たち―

the majority women,

その多くは女性ですが

are doing it rough.

大変な苦労をしています

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

家族を十分に養うだけの食糧がなく

and it's a real crisis.

本当に危機的状況です

What happens is

こんな様子です

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

雨期になったら 畑にキャッサバを植えます

Nine months later,

９ヵ月後

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

何も収穫はありません　 害虫や病気のせいです

And I thought to myself,

私は考えてみました

how in the world can farmers be hungry?

一体全体 農家が飢えるなんて そんなことがあっていいのか？

So I decided to spend some time on the ground

そして決めたのです しばらく 現地に行って

with the farmers and the scientists

農家や科学者たちと共に過ごし

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

私の持つ技術が 役に立つか試してみようと

The situation on the ground is shocking.

現地の状況は衝撃的でした

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

コナジラミがタンパク質を含む葉を 駄目にしてしまい

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

ウィルスがデンプンを含む根を 駄目にしてしまっていました

An entire growing season will pass,

作物の育つ時期は 終わろうとしていて

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

農家は１年分の収入と食糧を 棒に振ることになり

and the family will suffer a long hunger season.

その後長期間の飢餓に 陥ることになるでしょう

This is completely preventable.

これは完全に予防可能です

If the farmer knew

もし農家が

what variety of cassava to plant in her field,

畑にどの種類のキャッサバを植えれば

that was resistant to those viruses and pathogens,

ウィルスや病原菌に 耐えられるかを知っていれば

they would have more food.

より多くの食糧を得られるでしょう

We have all the technology we need,

我々は必要な技術をすべて持っています

but the knowledge and the resources

しかし知識や資源は

are not equally distributed around the globe.

世界中に均等に分配されている わけではありません

So what I mean specifically is,

この場合 具体的に言うと

the older genomic technologies

既存のゲノム技術です

that have been required to uncover the complexities

害虫や病原菌の複雑な世界を 解明するために

in these pests and pathogens --

これが使われてきました

these technologies were not made for sub-Saharan Africa.

でも この技術はサハラ以南の アフリカ向けではありません

They cost upwards of a million dollars;

これには100万ドル以上もかかるんです

they require constant power

安定的な電源供給も必要ですし

and specialized human capacity.

専門知識をもつ人も必要です

These machines are few and far between on the continent,

アフリカ大陸には この装置は ごく少数しかないので

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

現地で懸命に活動している 多くの科学者たちは

but to send the samples overseas.

試料を海外便で送るしかありません

And when you send the samples overseas,

海外便で送られた試料は

samples degrade, it costs a lot of money,

劣化してしまいますし 費用もかさみます

and trying to get the data back over weak internet

そして貧弱なインターネット経由では 分析結果を返してもらうのは

is nearly impossible.

ほとんど不可能です

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

だから分析結果を農家に伝えるのに ６ヵ月もかかることがあります

And by then, it's too late.

それでは遅すぎます

The crop is already gone,

既に作物は駄目になっていて

which results in further poverty and more hunger.

さらなる貧困と飢餓が続くのです

We knew we could fix this.

我々は何とか出来ると分かっていました

In 2017,

2017年のこと

we had heard of this handheld, portable DNA sequencer

手のひらサイズのポータブル DNA分析器のことを知りました

called an Oxford Nanopore MinION.

「Oxford Nanopore MinION」です

This was being used in West Africa to fight Ebola.

これはエボラ出血熱に対処するために 西アフリカで使われていました

So we thought:

我々は考えました

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

東アフリカの農家を救うために これを使えないわけがないと

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

それで 実行しました

At the time, the technology was very new,

当時まだこの技術は目新しいもので

and many doubted we could replicate this on the farm.

農場でもこれが役立つのか 多くの人々は疑っていました

When we set out to do this,

これを始めた当初

one of our "collaborators" in the UK

あるイギリスの「協力者」は

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

東アフリカでそれを うまく使うのは不可能だろう

let alone on the farm.

ましてや農場でなんて と言いました

So we accepted the challenge.

我々は挑戦を受けて立ちました

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

この人は最高級のシャンパンを ２本賭けさえしたんですよ

that we would never get that to work.

我々が絶対成功しない方にね

Two words:

一言いいですか

pay up.

ちゃんと買ってきてね

(Laughter)

（笑）

(Applause)

（拍手）

Pay up, because we did it.

買ってよ だって成功しましたからね

We took the entire high-tech molecular lab

我々はハイテク分子生物学実験室を丸ごと

to the farmers of Tanzania, Kenya and Uganda,

タンザニアやケニア ウガンダの 農家のところまで持っていき

and we called it Tree Lab.

それを「樹の実験室」と名付けました

So what did we do?

それで何をしたか？

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

まずはチームに名前を付けました

it's called the Cassava Virus Action Project.

「キャッサバ・ウィルス対処プロジェクト」

We made a website,

ウェブサイトも作りました

we gathered support from the genomics and computing communities,

ゲノム科学と計算科学の分野から 協力者を募集し

and away we went to the farmers.

遠く離れた農家の元へ とんだのです

Everything that we need for our Tree Lab

「樹の実験室」に必要なものはすべて

is being carried by the team here.

このように チームが運びます

All of the molecular and computational requirements needed

病気の植物を分子生物学的に 診断するために必要なものや

to diagnose sick plants is there.

そのための計算能力要求を すべて満たすものが そろっています

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

そして実はそれらすべてが このステージ上にもあります

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

こうして分かったのは 問題の現場や農家に

and closer to the farmer,

より近いところで データを得られれば

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

作物の問題点を より迅速に 農家に伝えられるということです

And not only tell her what was wrong --

そして何が問題か伝えるだけではなく

give her the solution.

解決策の提供もできることです

And the solution is,

解決策とは

burn the field and plant varieties

畑を焼くこと そして

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

畑にいる害虫や病原体に強い種類の 作物を植えることです

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

まず手始めにDNA抽出を しなければいけませんでした

And we used this machine here.

それにはこの装置を使いました

It's called a PDQeX,

「PDQeX」と言います

which stands for "Pretty Damn Quick Extraction."

「やけに速い抽出機」の略です

(Laughter)

（笑）

I know.

可笑しいですよね

My friend Joe is really cool.

ジョーは私の仲間ですが ホントにすごいんです

One of the biggest challenges in doing a DNA extraction

DNA抽出において 特に難しいのは

is it usually requires very expensive equipment,

通常それには高価な装置が必要で

and takes hours.

何時間もかかることです

But with this machine,

しかし この装置を使えば

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

20分間で処理することができますし

at a fraction of the cost.

コストも何分の１かです

And this runs off of a motorcycle battery.

しかもこれはバイクのバッテリーで動作します

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

こうして DNA抽出物をとりだして ライブラリを作る準備をします

getting it ready to load on

装置に装填できるようにします

to this portable, handheld genomic sequencer,

ポータブルで 手のひらサイズの ゲノム塩基配列解析器にです

which is here,

こちらですね

and then we plug this into a mini supercomputer,

そしてそれをこの ミニスーパーコンピューターに接続します

which is called a MinIT.

「MinIT」と呼ばれています

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

どちらの装置もポータブルの バッテリーに接続されます

So we were able to eliminate

こうして電源とインターネットは

the requirements of main power and internet,

必要でなくなりました

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

この２つは 小規模な家族経営の農場では 用意するのがたいへん難しい物です

Analyzing the data quickly can also be a problem.

データを素早く解析することも課題です

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

しかし その分野では 計算生物学者の私が お役に立てます

All that gluing of dead plants,

枯れた植物を糊付けした経験

and all that measuring,

そして測定の経験

and all that computing

さらにコンピュータの知識

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

それらが現実世界で 直接 役に立つ時がやってきたのです

I was able to make customized databases

私が特製のデータベースを作り

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

我々は３時間で 農家に 結果を伝えることができました

versus six months.

６ヵ月ではなくて

(Applause)

（拍手）

The farmers were overjoyed.

農家たちは大喜びしました

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

効果があったのが どうして分かったかって？

Nine moths after our Tree Lab,

「樹の実験室」から９ヵ月の後

Asha went from having zero tons per hectare

アシャの収穫量は ヘクタール当たり０トンから

to 40 tons per hectare.

40トンになったのです

She had enough to feed her family

家族に食べさせるのに十分足りましたし

and she was selling it at the market,

市場で売りもしました

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

そしていま彼女は 家族と住む家を建てています

Yeah, so cool.

いいですね

(Applause)

（拍手）

So how do we scale Tree Lab?

「樹の実験室」の規模を拡大するには？

The thing is,

実は

farmers are scaled already in Africa.

アフリカの農家経営は 既に一定規模に達しています

These women work in farmer groups,

女性たちはグループで農作をしているので

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

アシャを手助けすることは その村の３千人を手助けすることでした

because she shared the results and also the solution.

彼女が分析結果や解決策を 皆にも教えたからです

I remember every single farmer I've ever met.

私が会った農家の一人ひとりが 目に浮かびます

Their pain and their joy

彼らの苦しみ そして喜びは

is engraved in my memories.

私の記憶に刻み込まれています

Our science is for them.

我々の科学は彼らのためにあります

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

彼らの食糧確保の向上を手助けするうえで 「樹の実験室」は最善の試みです

I never dreamt

私は思ってもいませんでした

that the best science I would ever do in my life

私の人生最良の科学が

would be on that blanket in East Africa,

東アフリカの毛布の上で

with the highest-tech genomic gadgets.

最新鋭のゲノム分析装置を使って なされるなんて

But our team did dream

しかし我々のチームは夢見ていました

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

６ヵ月ではなくて３時間で 農家の人たちに答えを与えられたらって

and then we did it.

そして我々はやりとげました

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

なぜならそれこそが 科学における 多様性と包含性の力だからです

Thank you.

ありがとう

(Applause)

（拍手）

(Cheers)

（歓声）