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

Tradutor: José Roberto Szelmenczi Lima Revisora: Margarida Ferreira

I get out of bed for two reasons.

Eu levanto-me da cama por dois motivos.

One, small-scale family farmers need more food.

1. Os pequenos agricultores familiares precisam de mais alimento.

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

É de loucos que, em 2019, os agricultores que nos alimentam tenham fome.

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

2. A ciência precisa de ser mais diversificada e inclusiva.

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

Se vamos resolver os problemas mais complicados do mundo,

like food insecurity for the millions living in extreme poverty,

como a falta de comida para os milhões que vivem na extrema pobreza,

it's going to take all of us.

isso irá precisar de todos nós.

I want to use the latest technology

Eu quero usar a tecnologia de ponta,

with the most diverse and inclusive teams on the planet

com as equipas mais diversificadas e inclusivas do mundo

to help farmers have more food.

para ajudar os agricultores a terem mais comida.

I'm a computational biologist.

Sou bióloga informática.

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

O que vem a ser isso? Como é que vai ajudar a acabar a fome?

Basically, I like computers and biology

Resumidamente, gosto de computadores e de biologia,

and somehow, putting that together is a job.

e a união das duas coisas resulta numa profissão.

(Laughter)

(Risos)

I don't have a story

Eu não tenho uma história

of wanting to be a biologist from a young age.

de querer ser bióloga desde criança.

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 parte da minha bolsa estudantil dizia que eu precisava de um estágio.

So one random day,

Então num dia, por acaso,

I wandered to the nearest building to my dorm room.

fui de passeio até ao prédio mais próximo do meu dormitório.

And it just so happens it was the biology building.

Acontece que era o prédio da biologia.

I went inside and looked at the job board.

Entrei e olhei para o quadro de ofertas de emprego.

Yes, this is pre-the-internet.

Sim, isso foi antes da Internet.

And I saw a three-by-five card

Então vi um papel 3x5,

advertising a job to work in the herbarium.

anunciando um trabalho no herbário.

I quickly took down the number,

Imediatamente anotei o número,

because it said "flexible hours,"

porque dizia "horário flexível"

and I needed that to work around my basketball schedule.

e eu precisava de trabalhar nos intervalos do horário do basquete.

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

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

(Laughter)

(Risos)

And it turns out

Então descobri que um herbário

an herbarium is where they store dead, dried plants.

é onde armazenavam plantas mortas, secas.

I was lucky to land the job.

Tive sorte em conseguir o trabalho.

So my first scientific job

Então, o meu primeiro trabalho científico

was gluing dead plants onto paper for hours on end.

foi colar plantas mortas num papel durante horas a fio.

(Laughter)

(Risos)

É uma maravilha!

It's so glamorous.

This is how I became a computational biologist.

Foi assim que me tornei numa bióloga informática.

During that time,

Nessa época,

genomics and computing were coming of age.

o genoma e a informática estavam a atingir a maturidade

And I went on to do my masters

e eu comecei o meu mestrado

combining biology and computers.

combinando a biologia e os computadores.

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 de biologia teórica e biofísica

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

e foi ali que tive o primeiro encontro com o supercomputador

and my mind was blown.

e a minha mente explodiu.

With the power of supercomputing,

Com a potência do supercomputador

which is basically thousands of connected PCs on steroids,

que é basicamente milhares de computadores conectados em esteroides

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

pudemos 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 eu vi o poder

of using computers and biology combined, for humanity.

de usar computadores e biologia combinados, para a humanidade

And I wanted this to be my career path.

e quis que fosse esse o caminho para a minha carreira.

So, since 1999,

Então, 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.

rodeada de equipamentos muito caros.

So many ask me

Muita gente me pergunta

how and why do I work for farmers in Africa.

como e porquê eu trabalho para agricultores em África.

Well, because of my computing skills,

Bem, graças às minhas competências com computadores

in 2013, a team of East African scientists

em 2013, um grupo de cientistas do leste africano

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

pediram-me para participar da equipa na luta para salvar a mandioca.

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

A mandioca é uma planta cujas folhas e raízes

alimentam 800 milhões de pessoas, a nível mundial.

And 500 million in East Africa.

E 500 milhões estão no leste africano.

So that's nearly a billion people

São quase mil milhões de pessoas

relying on this plant for their daily calories.

que dependem desta planta para as suas calorias diárias.

If a small-scale family farmer has enough cassava,

Se uma pequena plantação familiar tiver mandioca suficiente,

she can feed her family

pode alimentar a família

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

e vender no mercado para gastar em coisas importantes

como despesas escolares, gastos médicos e poupanças.

medical expenses and savings.

But cassava is under attack in Africa.

Mas a mandioca está a ser atacada em África.

Whiteflies and viruses are devastating cassava.

As moscas brancas e os vírus estão a devastar a mandioca.

Whiteflies are tiny insects

As moscas brancas são pequenos insetos

that feed on the leaves of over 600 plants.

que se alimentam das folhas de mais de 600 plantas.

They are bad news.

São uma calamidade.

There are many species;

Há muitas espécies

they become pesticide resistant;

que se tornam resistentes aos inseticidas

and they transmit hundreds of plant viruses

e transmitem centenas de vírus de plantas

that cause cassava brown streak disease

que causam a doença da mancha castanha

and cassava mosaic disease.

e a doença do mosaico na mandioca

This completely kills the plant.

que matam totalmente a planta.

And if there's no cassava,

Quando não há mandioca,

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

não há comida nem receitas para milhões de pessoas.

It took me one trip to Tanzania

Bastou-me uma viagem à Tanzânia

to realize that these women need some help.

para perceber que estas mulheres precisam de ajuda.

These amazing, strong, small-scale family farmers,

Estes pequenos agricultores familiares maravilhosos e fortes,

the majority women,

na sua maioria mulheres,

are doing it rough.

estão a sofrer com esta situação.

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

Não têm comida suficiente para alimentar a família

and it's a real crisis.

e é uma verdadeira crise.

What happens is

O que acontece é que eles plantam a mandioca

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

quando chega a chuva.

Nine months later,

Nove meses depois, não têm nada,

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

por causa das pragas e das doenças.

And I thought to myself,

E eu pensei:

how in the world can farmers be hungry?

"Como é possível um agricultor passar fome?"

So I decided to spend some time on the ground

Então, decidi passar um tempo no terreno

with the farmers and the scientists

com os agricultores e os cientistas

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

para ver se eu tinha qualquer competência que pudesse ser útil.

The situation on the ground is shocking.

A situação no terreno é chocante.

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

As moscas brancas destruíram as folhas que são fontes de proteína

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

e os vírus destruíram as raízes que são fontes de amido.

An entire growing season will pass,

No final da estação de crescimento,

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

o agricultor vai perder um ano inteiro de receitas e de alimento

and the family will suffer a long hunger season.

e a família vai sofrer uma grande temporada de fome.

This is completely preventable.

É possível impedir esta situação.

If the farmer knew

Se os agricultores soubessem

what variety of cassava to plant in her field,

qual a variedade de mandioca a plantar no seu terreno

that was resistant to those viruses and pathogens,

que fosse resistente a esses vírus e agentes patogénicos,

they would have more food.

teriam mais comida.

We have all the technology we need,

Nós temos toda a tecnologia necessária

but the knowledge and the resources

mas o conhecimento e os recursos

are not equally distributed around the globe.

não estão distribuídos de forma igual pelo planeta

So what I mean specifically is,

O que eu quero dizer

é que as tecnologias genómicas antigas

the older genomic technologies

that have been required to uncover the complexities

que eram necessárias

para descobrir as complexidades dessas pragas e doenças

in these pests and pathogens --

these technologies were not made for sub-Saharan Africa.

— essas tecnologias não foram feitas para a África subsaariana.

They cost upwards of a million dollars;

Custam mais de um milhão de dólares

they require constant power

e necessitam de energia permanente

and specialized human capacity.

e de competência humana especializada.

These machines are few and far between on the continent,

Essas máquinas são poucas e muito afastadas por todo o continente,

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

o que obriga muitos cientistas que lutam nas linhas da frente

a enviarem as amostras por mar.

but to send the samples overseas.

And when you send the samples overseas,

Quando se enviam amostras por mar,

samples degrade, it costs a lot of money,

as amostras degradam-se, sai muito caro,

and trying to get the data back over weak internet

e tentar obter os resultados com uma Internet fraca

is nearly impossible.

é quase impossível.

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

Às vezes pode demorar seis meses até o agricultor obter os resultados.

And by then, it's too late.

E nessa altura, é tarde demais,

The crop is already gone,

as culturas já morreram,

which results in further poverty and more hunger.

o que resulta em mais pobreza e mais fome.

We knew we could fix this.

Nós sabíamos que podíamos resolver isso.

In 2017,

Em 2017,

we had heard of this handheld, portable DNA sequencer

ouvimos falar do sequenciador portátil de ADN,

called an Oxford Nanopore MinION.

chamado Oxford Nanopore MinION,

This was being used in West Africa to fight Ebola.

que estava a ser usado na África Ocidental para combater o Ébola.

So we thought:

Então pensámos:

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

"Porque não usar isto no leste africano para ajudar os agricultores?"

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

Então, preparámo-nos para isso.

At the time, the technology was very new,

Naquela época, a tecnologia era muito recente

and many doubted we could replicate this on the farm.

e muitos duvidaram que pudéssemos aplicá-la na agricultura.

When we set out to do this,

Quando decidimos fazer isso,

one of our "collaborators" in the UK

um dos nossos colaboradores no Reino Unido

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

disse que nunca conseguiríamos usar isso no leste africano

let alone on the farm.

quanto mais na agricultura.

So we accepted the challenge.

Mas nós aceitámos o desafio.

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

Essa pessoa até chegou a apostar connosco duas garrafas do melhor champagne

that we would never get that to work.

em como nunca conseguiríamos pôr aquilo a funcionar.

Two words:

Duas palavras:

pay up.

Ele pagou.

(Laughter)

(Risos)

(Applause)

(Aplausos)

Pay up, because we did it.

Pagou, porque conseguimos.

We took the entire high-tech molecular lab

Levámos todo o nosso laboratório molecular, de alta tecnologia,

to the farmers of Tanzania, Kenya and Uganda,

para os agricultores da Tanzânia, do Quénia e do Uganda

and we called it Tree Lab.

e chamámos-lhe Laboratório da Árvore.

So what did we do?

O que é que fizemos?

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

Primeiro, arranjámos um nome para a equipa,

it's called the Cassava Virus Action Project.

chama-se Grupo de Ação do Vírus da Mandioca.

We made a website,

Criámos um "site".

we gathered support from the genomics and computing communities,

Conseguimos apoio das comunidades genómicas e informáticas

and away we went to the farmers.

e fomos ter com os agricultores.

Everything that we need for our Tree Lab

Tudo aquilo de que precisamos para o nosso Laboratório da Árvore

is being carried by the team here.

é transportado por esta equipa.

All of the molecular and computational requirements needed

Todos os requisitos moleculares e informáticos necessários

to diagnose sick plants is there.

para diagnosticar plantas doentes está lá,

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

tal como está tudo aqui, também, neste palco.

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

Descobrimos que, se pudéssemos levar os dados para perto do problema

and closer to the farmer,

e para perto dos agricultores,

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

poderíamos dizer mais depressa o que havia de errado com as plantas.

And not only tell her what was wrong --

E não só dizer o que havia de errado,

give her the solution.

mas também qual a solução.

And the solution is,

E a solução é queimar a plantação e as variedades da planta

burn the field and plant varieties

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

que são resistentes às pragas e às doenças que eles têm nos seus terrenos.

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

Então a primeira coisa que fizemos foi realizar uma extração de ADN.

And we used this machine here.

Utilizámos esta máquina aqui

It's called a PDQeX,

que se chama DReX

which stands for "Pretty Damn Quick Extraction."

que significa "Extração Diabolicamente Rápida".

(Laughter)

(Risos)

I know.

Eu sei,

My friend Joe is really cool.

o meu amigo Joe é muito giro.

One of the biggest challenges in doing a DNA extraction

Um dos maiores desafios em realizar uma extração de ADN

is it usually requires very expensive equipment,

é que normalmente precisa de equipamento muito caro

and takes hours.

e demora horas.

But with this machine,

Mas com aquela máquina,

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

conseguimos extrai-lo 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 motociclo.

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

A partir daí, preparamos o ADN extraído para o meter numa biblioteca genómica,

getting it ready to load on

pronta para ser carregada neste sequenciador portátil,

to this portable, handheld genomic sequencer,

which is here,

que está aqui,

and then we plug this into a mini supercomputer,

e que depois é ligado a um mini supercomputador

which is called a MinIT.

que se chama MinIT.

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

Estas duas coisas são conectadas numa bateria portátil.

So we were able to eliminate

Assim, conseguimos eliminar

the requirements of main power and internet,

os requisitos de alimentação de energia e Internet

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

que são dois fatores muito limitativos numa pequena plantação 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 é aí que eu, como bióloga informática, faço o meu trabalho.

All that gluing of dead plants,

Todas aquelas colagens de plantas mortas,

and all that measuring,

todas aquelas medições,

and all that computing

e todo aquele trabalho informático

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

finalmente deram jeito no mundo real, em tempo real.

I was able to make customized databases

Consegui fazer 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 encantados.

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

Então, como sabemos que estamos a ter impacto?

Nine moths after our Tree Lab,

Nove meses depois do Laboratório da Árvore

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

Ela teve o suficiente para alimentar a família

and she was selling it at the market,

e também para vender no mercado

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

e agora ela está a construir uma casa para a família.

Yeah, so cool.

Pois é, muito bom.

(Applause)

(Aplausos)

So how do we scale Tree Lab?

Como expandir o Laboratório da Árvore?

The thing is,

Na verdade, os agricultores africanos já se organizaram.

farmers are scaled already in Africa.

These women work in farmer groups,

Essas mulheres trabalham em grupos de agricultores.

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

Assim, ao ajudar Asha, estamos a ajudar 3000 pessoas da sua aldeia

because she shared the results and also the solution.

porque ela partilhou os resultados e também a solução.

I remember every single farmer I've ever met.

Eu lembro-me de cada uma das agricultoras que conheci:

Their pain and their joy

o seu sofrimento e a sua alegria

is engraved in my memories.

estão marcados na minha memória

Our science is for them.

A nossa ciência é para eles.

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

O Laboratório da Árvore é a nossa melhor tentativa

de os ajudar a terem maior segurança alimentar.

I never dreamt

Eu nunca imaginei

that the best science I would ever do in my life

que a melhor ciência que eu faria em toda a minha vida

would be on that blanket in East Africa,

seria naquela região do leste africano

with the highest-tech genomic gadgets.

com aparelhos de genoma mais avançados.

But our team did dream

Mas a nossa equipa sonhou

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

que podíamos responder 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.

Porque é esse o poder da diversidade e da inclusão na ciência.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)

(Cheers)