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

Tradutor: Custodio Marcelino Revisor: Maricene Crus

I get out of bed for two reasons.

Eu me levanto da cama por dois motivos.

One, small-scale family farmers need more food.

Primeiro, pequenos agricultores familiares precisam de mais comida.

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

É uma loucura que em 2019, agricultores que nos alimentam passem fome.

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

E segundo, a ciência precisa ser mais diversificada e inclusiva.

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

Se vamos resolver os problemas mais difíceis do planeta,

like food insecurity for the millions living in extreme poverty,

como insegurança alimentar para os milhões que vivem em extrema pobreza,

it's going to take all of us.

isso dependerá de todos nós.

I want to use the latest technology

Quero usar a tecnologia mais recente

with the most diverse and inclusive teams on the planet

com as equipes mais diversas e inclusivas do planeta

to help farmers have more food.

para ajudar agricultores a ter mais comida.

I'm a computational biologist.

Sou bióloga computacional.

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

Mas o que é isso e como vai ajudar a acabar com a fome?

Basically, I like computers and biology

Basicamente, gosto de computadores e biologia

and somehow, putting that together is a job.

e, de alguma forma, juntar os dois vira um trabalho.

(Laughter)

(Risos)

I don't have a story

Não tenho uma história

of wanting to be a biologist from a young age.

de querer ser bióloga desde pequena.

The truth is, I played basketball in college.

A verdade é que joguei basquete na faculdade.

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

E, como parte do financiamento estudantil, eu trabalhava um período no campus.

So one random day,

Um belo dia,

I wandered to the nearest building to my dorm room.

andei até o prédio mais próximo do meu dormitório.

And it just so happens it was the biology building.

E acontece que era o prédio da biologia.

I went inside and looked at the job board.

Entrei e vi o quadro de vagas de emprego.

Yes, this is pre-the-internet.

Isso mesmo, ainda não havia a internet.

And I saw a three-by-five card

E vi um pequeno anúncio de uma vaga para trabalhar no herbário.

advertising a job to work in the herbarium.

I quickly took down the number,

Rapidamente anotei o telefone,

because it said "flexible hours,"

porque dizia "horário flexível",

and I needed that to work around my basketball schedule.

e eu precisava disso para conciliar com a agenda do basquete.

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

Corri para a biblioteca para descobrir o que era um herbário.

(Laughter)

(Risos)

And it turns out

E descobri

an herbarium is where they store dead, dried plants.

que é onde armazenam plantas mortas e secas.

I was lucky to land the job.

Tive sorte de conseguir o emprego.

So my first scientific job

Minha primeira tarefa científica

was gluing dead plants onto paper for hours on end.

foi colar plantas mortas no papel por horas a fio.

(Laughter)

(Risos)

It's so glamorous.

É tão fascinante.

This is how I became a computational biologist.

Foi assim que me tornei bióloga computacional.

During that time,

Naquela época,

genomics and computing were coming of age.

genômica e computação estavam amadurecendo.

And I went on to do my masters

E resolvi fazer meu mestrado

combining biology and computers.

combinando biologia e computação.

During that time,

Nessa época, trabalhei no Laboratório Nacional de Los Alamos,

I worked at Los Alamos National Lab

in the theoretical biology and biophysics group.

no grupo teórico de biologia e biofísica.

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

E foi lá que tive meu primeiro encontro com um supercomputador,

and my mind was blown.

e aquilo me impactou.

With the power of supercomputing,

Com o poder da supercomputação.

which is basically thousands of connected PCs on steroids,

que é basicamente milhares de PCs conectados e anabolizados,

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

fomos capazes de desvendar as complexidades da gripe e da hepatite C.

And it was during this time that I saw the power

E foi nessa época que vi o poder

of using computers and biology combined, for humanity.

de usar computadores e biologia combinados, em prol da humanidade.

And I wanted this to be my career path.

E eu queria que essa fosse minha carreira.

So, since 1999,

Desde 1999,

I've spent the majority of my scientific career

passei a maior parte da minha carreira científica

in very high-tech labs,

em laboratórios de alta tecnologia,

surrounded by really expensive equipment.

cercada por equipamentos extremamente caros.

So many ask me

Muitos me perguntam

how and why do I work for farmers in Africa.

como e por que trabalho para agricultores na África.

Well, because of my computing skills,

Por causa das minhas habilidades de computação,

in 2013, a team of East African scientists

em 2013, uma equipe de cientistas da África Oriental

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

me pediu para me juntar a eles na luta para salvar a mandioca,

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

uma planta cujas folhas e raízes alimentam 800 milhões de pessoas no mundo,

And 500 million in East Africa.

sendo 500 milhões na África Oriental.

So that's nearly a billion people

Isso é quase um bilhão de pessoas

relying on this plant for their daily calories.

contando com esta planta para consumo diário.

If a small-scale family farmer has enough cassava,

Se uma pequena agricultora familiar tiver mandioca o bastante,

she can feed her family

ela pode alimentar sua família

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

e vender outra parte para custear coisas importantes como mensalidades escolares,

medical expenses and savings.

despesas médicas ou uma poupança.

But cassava is under attack in Africa.

Mas a mandioca está sob ataque na África.

Whiteflies and viruses are devastating cassava.

Moscas brancas e vírus estão devastando a mandioca.

Whiteflies are tiny insects

Moscas brancas são insetos minúsculos

that feed on the leaves of over 600 plants.

que se alimentam das folhas de mais de 600 plantas.

They are bad news.

Elas são más notícias.

There are many species;

Existem várias espécies;

they become pesticide resistant;

elas se tornaram resistentes a pesticidas;

and they transmit hundreds of plant viruses

e transmitem centenas de vírus de plantas

that cause cassava brown streak disease

que causam doenças na mandioca chamadas listrado marrom

and cassava mosaic disease.

e mosaico africano.

This completely kills the plant.

Elas matam a planta completamente.

And if there's no cassava,

E se não há mandioca,

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

não há comida ou renda para milhões de pessoas.

It took me one trip to Tanzania

Bastou uma viagem à Tanzânia

to realize that these women need some help.

para perceber que essas mulheres precisavam de ajuda.

These amazing, strong, small-scale family farmers,

Esses fortes e incríveis pequenos agricultores familiares,

the majority women,

a maioria mulheres,

are doing it rough.

passavam por dificuldades.

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

Não têm comida o bastante para a família deles,

and it's a real crisis.

o que é uma verdadeira crise.

What happens is

Acontece é que eles plantam lavouras de mandioca quando as chuvas chegam.

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

Nine months later,

Nove meses depois,

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

não produzem nada, por causa dessas pragas e patógenos.

And I thought to myself,

Então, eu pensei:

how in the world can farmers be hungry?

"Como é possível agricultores passarem fome?"

So I decided to spend some time on the ground

Decidi passar algum tempo no local

with the farmers and the scientists

com os agricultores e cientistas

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

para ver se eu tinha alguma técnica que pudesse ser útil.

The situation on the ground is shocking.

A situação no local é alarmante.

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

As moscas brancas destruíram as folhas que são consumidas por sua proteína,

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

e os vírus destruíram as raízes que são consumidas por seu amido.

An entire growing season will pass,

Todo um ciclo de cultivo passará

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

e o agricultor perderá um ano inteiro de renda e comida,

and the family will suffer a long hunger season.

e a família sofrerá uma longa temporada de fome.

This is completely preventable.

Isso é completamente evitável.

If the farmer knew

Se a agricultora soubesse

what variety of cassava to plant in her field,

qual variedade de mandioca plantar em suas terras,

that was resistant to those viruses and pathogens,

que fosse resistente a esses vírus e patógenos,

they would have more food.

ela teria mais comida.

We have all the technology we need,

Temos toda a tecnologia de que precisamos,

but the knowledge and the resources

mas o conhecimento e os recursos

are not equally distributed around the globe.

não estão distribuídos igualmente pelo mundo.

So what I mean specifically is,

O que quero dizer especificamente é:

the older genomic technologies

as tecnologias genômicas mais antigas

that have been required to uncover the complexities

que foram necessárias para descobrir as complexidades

in these pests and pathogens --

nessas pragas e patógenos,

these technologies were not made for sub-Saharan Africa.

não foram criadas para a África subsaariana.

They cost upwards of a million dollars;

Elas custam mais de US$ 1 milhão;

they require constant power

exigem alimentação constante de energia

and specialized human capacity.

e recursos humanos especializados.

These machines are few and far between on the continent,

São poucas máquinas e estão espalhadas pelo continente,

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

o que deixa muitos cientistas que lutam na linha de frente sem escolha,

but to send the samples overseas.

a não ser enviar amostras para o exterior.

And when you send the samples overseas,

E, ao fazerem isso, as amostras se degradam, o que custa muito dinheiro,

samples degrade, it costs a lot of money,

and trying to get the data back over weak internet

e tentar recuperar os dados através da internet precária

is nearly impossible.

é quase impossível.

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

Às vezes, pode levar seis meses para que os resultados retornem ao agricultor.

And by then, it's too late.

E daí, é tarde demais.

The crop is already gone,

A colheita já foi perdida,

which results in further poverty and more hunger.

o que resulta em mais fome e pobreza.

We knew we could fix this.

Sabíamos que poderíamos resolver isso.

In 2017,

Em 2017,

we had heard of this handheld, portable DNA sequencer

ouvimos falar deste sequenciador de DNA portátil

called an Oxford Nanopore MinION.

chamado Oxford Nanopore MinION.

This was being used in West Africa to fight Ebola.

Estava sendo usado na África Ocidental para combater o Ebola.

So we thought:

Então pensamos:

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

"Por que não usá-lo na África Oriental para ajudar agricultores?"

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

Então, nos prepararmos para fazer isso.

At the time, the technology was very new,

and many doubted we could replicate this on the farm.

e muitos duvidavam que pudéssemos replicar isso numa fazenda.

When we set out to do this,

Quando decidimos fazê-lo,

one of our "collaborators" in the UK

um dos nossos "parceiros" no Reino Unido

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

nos disse que nunca conseguiríamos fazer isso funcionar na África Oriental,

let alone on the farm.

muito menos numa fazenda.

So we accepted the challenge.

Aceitamos o desafio.

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

Essa pessoa chegou ao ponto de apostar duas garrafas do melhor champanhe

that we would never get that to work.

que nunca conseguiríamos que isso funcionasse.

Two words:

Duas palavras:

pay up.

pague logo.

(Laughter)

(Risos)

(Applause)

(Aplausos)

Pay up, because we did it.

Pague logo, porque conseguimos.

We took the entire high-tech molecular lab

Levamos todo o laboratório molecular de alta tecnologia

to the farmers of Tanzania, Kenya and Uganda,

aos agricultores da Tanzânia, do Quênia e de Uganda,

and we called it Tree Lab.

e o chamamos de Tree Lab.

So what did we do?

E o que nós fizemos?

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

Primeiro, criamos um nome para a equipe:

it's called the Cassava Virus Action Project.

Cassava Virus Action Project.

We made a website,

Criamos um site,

we gathered support from the genomics and computing communities,

conseguimos apoio das comunidades da genômica e da computação,

and away we went to the farmers.

e depois fomos até os agricultores.

Everything that we need for our Tree Lab

Tudo o que precisamos para o nosso Tree Lab

is being carried by the team here.

está sendo levado por essa equipe aqui.

All of the molecular and computational requirements needed

Todos os requisitos moleculares e computacionais necessários

to diagnose sick plants is there.

para diagnosticar plantas doentes estão ali.

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

E tudo está, na verdade, neste palco também.

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

Pensamos que se pudéssemos levar os dados perto do problema,

and closer to the farmer,

e perto do agricultor,

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

poderíamos dizer a ele mais rápido o que estava errado em sua lavoura.

And not only tell her what was wrong --

E não somente dizer o que está errado,

give her the solution.

mas dar a solução.

And the solution is,

E a solução é:

burn the field and plant varieties

queime tudo e plante variedades

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

resistentes às pragas e patógenos que detectamos em sua lavoura.

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

A primeira coisa que fizemos foi extrair o DNA.

And we used this machine here.

Usamos essa máquina aqui.

It's called a PDQeX,

É chamada de PDQeX,

which stands for "Pretty Damn Quick Extraction."

sigla de "Extração pra lá de rápida".

(Laughter)

(Risos)

I know.

Eu sei.

My friend Joe is really cool.

Meu amigo Joe é muito legal.

One of the biggest challenges in doing a DNA extraction

Um dos maiores desafios na extração de DNA

is it usually requires very expensive equipment,

é que geralmente requer equipamento muito caro,

and takes hours.

e leva horas.

But with this machine,

Mas com essa máquina,

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

conseguimos fazer isso em 20 minutos,

at a fraction of the cost.

por uma fração do custo.

And this runs off of a motorcycle battery.

E funciona com uma bateria de motocicleta.

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

A partir daí, pegamos o DNA extraído e o organizamos em um acervo,

getting it ready to load on

deixando-o pronto para alimentar

to this portable, handheld genomic sequencer,

este sequenciador genômico portátil,

which is here,

este aqui,

and then we plug this into a mini supercomputer,

e depois o conectamos a um minisupercomputador,

which is called a MinIT.

chamado de MinIT.

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

E os dois são conectados a uma bateria portátil.

So we were able to eliminate

Conseguimos eliminar a necessidade de internet e de energia convencional,

the requirements of main power and internet,

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

que são dois fatores muito limitantes na agricultura familiar.

Analyzing the data quickly can also be a problem.

Analisar os dados rapidamente também pode ser um problema.

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

Mas foi bem aí que valeu eu ser bióloga computacional.

All that gluing of dead plants,

Toda aquela colagem de plantas mortas,

and all that measuring,

e toda aquela medição e computação,

and all that computing

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

finalmente foi muito útil, em tempo real.

I was able to make customized databases

Pude criar bancos de dados personalizados

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

e conseguimos dar resultados aos agricultores em três horas

versus six months.

em vez de seis meses.

(Applause)

(Aplausos)

The farmers were overjoyed.

Os agricultores ficaram extremamente felizes.

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

E como saber se estamos gerando impacto?

Nine moths after our Tree Lab,

Nove meses depois da chegada do Tree Lab,

Asha went from having zero tons per hectare

Asha passou de zero toneladas por hectare

to 40 tons per hectare.

para 40 toneladas por hectare.

She had enough to feed her family

Teve comida suficiente para a família

and she was selling it at the market,

e estava vendendo uma parte no mercado,

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

e agora ela está construindo uma casa para a família.

Yeah, so cool.

(Applause)

(Aplausos)

So how do we scale Tree Lab?

E como dimensionamos o Tree Lab?

The thing is,

O fato é

farmers are scaled already in Africa.

que os agricultores estão adaptados na África.

These women work in farmer groups,

Essas mulheres trabalham em grupos,

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

por isso, ajudarmos à Asha significou ajudar 3 mil pessoas em sua aldeia,

because she shared the results and also the solution.

porque ela compartilhou os resultados e também a solução.

I remember every single farmer I've ever met.

Lembro-me de todos os agricultores que conheci.

Their pain and their joy

Sua dor e sua alegria

is engraved in my memories.

estão gravadas em minha memória.

Our science is for them.

Nossa ciência é para eles.

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

O Tree Lab é nossa melhor tentativa de ajudá-los a ter segurança alimentar.

I never dreamt

Nunca sonhei

that the best science I would ever do in my life

que a melhor ciência que eu faria na vida

would be on that blanket in East Africa,

seria naquele cobertor na África Oriental,

with the highest-tech genomic gadgets.

com os dispositivos genômicos da mais alta tecnologia.

But our team did dream

Mas nossa equipe sonhou

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

em dar respostas aos agricultores em três horas em vez de seis meses,

and then we did it.

e conseguimos.

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

Esse é o poder da diversidade e da inclusão na ciência.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos) (Vivas)

(Cheers)