Joe DeRisi: Hunting the next killer virus

Джо ДеРизи и его «Вироскан» раскрывают тайны медицины

30,056 views

2009-01-30 ・ TED


New videos

Joe DeRisi: Hunting the next killer virus

Джо ДеРизи и его «Вироскан» раскрывают тайны медицины

30,056 views ・ 2009-01-30

TED


Пожалуйста, дважды щелкните на английские субтитры ниже, чтобы воспроизвести видео.

Переводчик: Elena Leyko Редактор: Tatyana Balashova
00:12
How can we investigate
0
12160
3000
Как мы можем исследовать
00:15
this flora of viruses that surround us, and aid medicine?
1
15160
5000
окружающую нас вирусную флору и помочь медицине?
00:20
How can we turn our cumulative knowledge of virology
2
20160
4000
Как мы можем превратить накопленные нами знания по вирусологии
00:24
into a simple, hand-held, single diagnostic assay?
3
24160
4000
в один простой портативный диагностический прибор?
00:28
I want to turn everything we know right now about detecting viruses
4
28160
3000
Я хочу превратить всё, что мы знаем на данный момент о диагностике вирусов
00:31
and the spectrum of viruses that are out there
5
31160
2000
и диапазоне вирусов, окружающих нас,
00:33
into, let's say, a small chip.
6
33160
3000
в, с позволения сказать, маленький чип.
00:36
When we started thinking about this project --
7
36160
2000
Когда мы начали думать об этом проекте —
00:38
how we would make a single diagnostic assay
8
38160
3000
о том, как сделать единый диагностический прибор,
00:41
to screen for all pathogens simultaneously --
9
41160
3000
чтобы выявить все болезнетворные факторы одновременно —
00:44
well, there's some problems with this idea.
10
44160
2000
с воплощением этой идеи в жизнь возникли некоторые проблемы.
00:46
First of all, viruses are pretty complex,
11
46160
4000
Прежде всего, вирусы весьма сложны,
00:50
but they're also evolving very fast.
12
50160
4000
и к тому же они эволюционируют очень быстро.
00:54
This is a picornavirus.
13
54160
1000
Это пикорнавирус.
00:55
Picornaviruses -- these are things that include
14
55160
2000
Пикорнавирусы включают вирусы
00:57
the common cold and polio, things like this.
15
57160
3000
банальной простуды, полиомиелита и других подобных заболеваний.
01:00
You're looking at the outside shell of the virus,
16
60160
2000
Вы видите внешнюю оболочку вируса,
01:02
and the yellow color here are those parts of the virus
17
62160
3000
и жёлтым цветом здесь выделены те его части,
01:05
that are evolving very, very fast,
18
65160
2000
которые развиваются очень быстро,
01:07
and the blue parts are not evolving very fast.
19
67160
2000
а синим — те, которые развиваются медленней.
01:09
When people think about making pan-viral detection reagents,
20
69160
3000
Когда люди задумываются о создании выявляющих поливирусы реагентов,
01:12
usually it's the fast-evolving problem that's an issue,
21
72160
4000
главным препятствием становится стремительное развитие вирусов,
01:16
because how can we detect things if they're always changing?
22
76160
2000
ибо как можно обнаружить то, что постоянно меняется?
01:18
But evolution is a balance:
23
78160
2000
Но развитие основано на равновесии:
01:20
where you have fast change, you also have ultra-conservation --
24
80160
4000
когда что-то одно быстро меняется, что-то другое сохраняется неизменным,
01:24
things that almost never change.
25
84160
2000
почти никогда не меняясь.
01:26
And so we looked into this a little more carefully,
26
86160
3000
Таким образом, мы решили исследовать этот вопрос более подробно,
01:29
and I'm going to show you data now.
27
89160
1000
и сейчас я покажу вам результаты.
01:30
This is just some stuff you can do on the computer from the desktop.
28
90160
3000
Эту работу можно проделать на обычном компьютере.
01:33
I took a bunch of these small picornaviruses,
29
93160
2000
Я взял несколько пикорнавирусов,
01:35
like the common cold, like polio and so on,
30
95160
2000
таких как возбудители простуды, полиомиелита и другие,
01:37
and I just broke them down into small segments.
31
97160
4000
и разделил их на крошечные сегменты.
01:41
And so took this first example, which is called coxsackievirus,
32
101160
3000
В качестве первого экземпляра был взят вирус Коксаки,
01:44
and just break it into small windows.
33
104160
2000
который был разбит на маленькие ячейки.
01:46
And I'm coloring these small windows blue
34
106160
2000
И я закрашиваю эти маленькие ячейки синим цветом,
01:48
if another virus shares an identical sequence in its genome
35
108160
5000
если в геноме другого вируса есть последовательности, идентичные
01:53
to that virus.
36
113160
1000
вирусу Коксаки.
01:54
These sequences right up here --
37
114160
2000
Их можно увидеть здесь —
01:56
which don't even code for protein, by the way --
38
116160
2000
и к слову, они даже не несут информацию о белке —
01:58
are almost absolutely identical across all of these,
39
118160
3000
они почти полностью одинаковы во всём этом ряде вирусов,
02:01
so I could use this sequence as a marker
40
121160
4000
поэтому я смог использовать эту последовательность как маркер
02:05
to detect a wide spectrum of viruses,
41
125160
2000
для выявления широкого спектра вирусов,
02:07
without having to make something individual.
42
127160
3000
не работая с каждым из них отдельно.
02:10
Now, over here there's great diversity:
43
130160
2000
Здесь видно большое разнообразие:
02:12
that's where things are evolving fast.
44
132160
2000
эти части вирусов быстро развиваются.
02:14
Down here you can see slower evolution: less diversity.
45
134160
4000
А здесь заметно менее стремительное развитие: разнообразия уже меньше.
02:18
Now, by the time we get out here to, let's say,
46
138160
2000
А теперь, если, предположим, взять
02:20
acute bee paralysis virus --
47
140160
2000
вирус острого паралича пчёл —
02:22
probably a bad one to have if you're a bee ---
48
142160
2000
вероятно, весьма опасный, если вы пчела —
02:24
this virus shares almost no similarity to coxsackievirus,
49
144160
5000
у этого вируса почти нет сходства с вирусом Коксаки,
02:29
but I can guarantee you that the sequences that are most conserved
50
149160
4000
но я ручаюсь, что наиболее стабильные цепочки генов
02:33
among these viruses on the right-hand of the screen
51
153160
2000
у этих вирусов с правой стороны экрана
02:35
are in identical regions right up here.
52
155160
3000
находятся в тех же областях, что и у остальных.
02:38
And so we can encapsulate these regions of ultra-conservation
53
158160
3000
Таким образом, мы можем выделить участки с максимальной стабильностью
02:41
through evolution -- how these viruses evolved --
54
161160
3000
в ходе эволюции вируса -
02:44
by just choosing DNA elements or RNA elements
55
164160
3000
выбрав всего лишь фрагменты ДНК или РНК
02:47
in these regions to represent on our chip as detection reagents.
56
167160
4000
в данных участках в качестве выявляющих реагентов для нашего чипа.
02:51
OK, so that's what we did, but how are we going to do that?
57
171160
3000
Итак, это наша задача, но как её выполнить?
02:54
Well, for a long time, since I was in graduate school,
58
174160
2000
Долгие годы, с того момента, как я начал изучать эту проблему в университете,
02:56
I've been messing around making DNA chips --
59
176160
3000
я бился над созданием ДНК-чипов -
02:59
that is, printing DNA on glass.
60
179160
2000
как например,отпечатывание ДНК на стекле.
03:01
And that's what you see here:
61
181160
1000
И вот что вы здесь видите:
03:02
These little salt spots are just DNA tacked onto glass,
62
182160
3000
Эти крошечные солевые пятна - всего лишь прикрепленная к стеклу ДНК,
03:05
and so I can put thousands of these on our glass chip
63
185160
3000
и я могу поместить тысячи таких ДНК на такой стеклянный чип
03:08
and use them as a detection reagent.
64
188160
2000
и использовать их в качестве выявляющих реагентов.
03:10
We took our chip over to Hewlett-Packard
65
190160
2000
Мы передали свой чип компании Hewlett-Packard
03:12
and used their atomic force microscope on one of these spots,
66
192160
2000
и использовали их мощный атомарный микроскоп для исследования одного из таких пятен,
03:14
and this is what you see:
67
194160
2000
И вот что там видно:
03:16
you can actually see the strands of DNA lying flat on the glass here.
68
196160
3000
на этом стекле вы можете увидеть нити ДНК.
03:19
So, what we're doing is just printing DNA on glass --
69
199160
3000
И мы всего лишь отпечатываем ДНК на стекле -
03:22
little flat things -- and these are going to be markers for pathogens.
70
202160
4000
на маленьких стеклышках - и эти отпечатки становятся маркерами для патогенов.
03:26
OK, I make little robots in lab to make these chips,
71
206160
3000
Для создания этих чипов в лаборатории я использую крошечных роботов,
03:29
and I'm really big on disseminating technology.
72
209160
3000
я увлекся внедрением этой технологии в повседневную жизнь.
03:32
If you've got enough money to buy just a Camry,
73
212160
3000
Если ваших средств достаточно на покупку Камри,
03:35
you can build one of these too,
74
215160
2000
вы тоже можете построить одного из таких роботов,
03:37
and so we put a deep how-to guide on the Web, totally free,
75
217160
4000
и для этого мы разместили в Интернете абсолютно бесплатное руководство к действию
03:41
with basically order-off-the-shelf parts.
76
221160
2000
с основной последовательностью действий по сборке.
03:43
You can build a DNA array machine in your garage.
77
223160
3000
Вы можете построить прибор для отпечатки набора фрагментов ДНК в своём собственном гараже.
03:46
Here's the section on the all-important emergency stop switch.
78
226160
3000
А этот раздел посвящен остановке в случае аварийной ситуации.
03:49
(Laughter)
79
229160
2000
(Смех)
03:51
Every important machine's got to have a big red button.
80
231160
3000
У каждого значительного механизма должна быть большая красная кнопка.
03:54
But really, it's pretty robust.
81
234160
2000
Но честно говоря, он редко выходит из строя.
03:56
You can actually be making DNA chips in your garage
82
236160
3000
Вы в самом деле можете создавать ДНК-чипы у себя в гараже
03:59
and decoding some genetic programs pretty rapidly. It's a lot of fun.
83
239160
4000
и достаточно быстро расшифровывать генетические программы. Это весело.
04:03
(Laughter)
84
243160
1000
(Смех)
04:04
And so what we did -- and this is a really cool project --
85
244160
4000
Итак, что же мы сделали - и это весьма интересный проект-
04:08
we just started by making a respiratory virus chip.
86
248160
2000
мы начали создавать ДНК-чип респираторного вируса.
04:10
I talked about that --
87
250160
2000
Я рассказывал об этом -
04:12
you know, that situation where you go into the clinic
88
252160
2000
вам известна ситуация, когда вы приходите в клинику,
04:14
and you don't get diagnosed?
89
254160
2000
а причину вашего заболевания не могут выявить?
04:16
Well, we just put basically all the human respiratory viruses
90
256160
2000
Мы поместили ДНК основных респираторных вирусов человека
04:18
on one chip, and we threw in herpes virus for good measure --
91
258160
3000
на один чип, добавив туда же для ровного счета вирус герпеса -
04:21
I mean, why not?
92
261160
1000
а почему бы нет?
04:22
The first thing you do as a scientist is,
93
262160
2000
В первую очередь ученый
04:24
you make sure stuff works.
94
264160
1000
должен убедиться, что материал работает.
04:25
And so what we did is, we take tissue culture cells
95
265160
3000
И вот что мы сделали: взяли культивируемую клеточную среду
04:28
and infect them with various viruses,
96
268160
2000
и инфицировали клетки разными вирусами,
04:30
and we take the stuff and fluorescently label the nucleic acid,
97
270160
4000
затем взяли этот материал и флюоресцентно маркировали полинуклеотид,
04:34
the genetic material that comes out of these tissue culture cells --
98
274160
3000
генетический материал, выделенный из этих культивируемых клеток,
04:37
mostly viral stuff -- and stick it on the array to see where it sticks.
99
277160
4000
вирусный материал - и поместили его на чип, чтобы определить, к какому участку он приклеится.
04:41
Now, if the DNA sequences match, they'll stick together,
100
281160
2000
Итак, если последовательности ДНК соответствуют друг другу, они склеиваются,
04:43
and so we can look at spots.
101
283160
2000
и тогда мы можем обратить внимание на пятна.
04:45
And if spots light up, we know there's a certain virus in there.
102
285160
2000
Если они светятся, мы понимаем, что в данном месте точно находится вирус.
04:47
That's what one of these chips really looks like,
103
287160
2000
Вот как выглядит один из таких чипов,
04:49
and these red spots are, in fact, signals coming from the virus.
104
289160
3000
и эти красные пятна представляют собой поступающие от вирусов сигналы.
04:52
And each spot represents a different family of virus
105
292160
3000
Каждое пятно соответствует определенному семейству вирусов
04:55
or species of virus.
106
295160
1000
или виду вируса.
04:56
And so, that's a hard way to look at things,
107
296160
2000
Это изображение достаточно трудно для восприятия,
04:58
so I'm just going to encode things as a little barcode,
108
298160
2000
поэтому я хочу представить данные в виде определенного штрих-кода,
05:00
grouped by family, so you can see the results in a very intuitive way.
109
300160
4000
сформированного по семействам для более наглядного отображения результатов.
05:04
What we did is, we took tissue culture cells
110
304160
2000
Мы взяли культивируемую клеточную среду
05:06
and infected them with adenovirus,
111
306160
2000
и инфицировали клетки аденовирусом,
05:08
and you can see this little yellow barcode next to adenovirus.
112
308160
4000
и вы можете рассмотреть этот желтый штрих-код около аденовируса.
05:12
And, likewise, we infected them with parainfluenza-3 --
113
312160
3000
И подобным образом мы инфицировали эти клетки вирусом парагриппа 3-ого типа -
05:15
that's a paramyxovirus -- and you see a little barcode here.
114
315160
2000
это парамиксовирус - и вы можете увидеть здесь этот штрих-код.
05:17
And then we did respiratory syncytial virus.
115
317160
3000
Затем последовал респираторный синтициальный вирус.
05:20
That's the scourge of daycare centers everywhere --
116
320160
2000
Это повсеместный бич всех детских садов -
05:22
it's like boogeremia, basically.
117
322160
2000
сопли, проще говоря.
05:24
(Laughter)
118
324160
1000
(Смех)
05:25
You can see that this barcode is the same family,
119
325160
4000
Как вы видите, этот штрих-код обозначает одно и то же семейство,
05:29
but it's distinct from parainfluenza-3,
120
329160
2000
но он отличен от вируса парагриппа 3-ого типа,
05:31
which gives you a very bad cold.
121
331160
2000
вызывающего тяжелейшую простуду.
05:33
And so we're getting unique signatures, a fingerprint for each virus.
122
333160
3000
Так у нас появляются уникальные показатели, отпечатки пальцев для каждого вируса.
05:36
Polio and rhino: they're in the same family, very close to each other.
123
336160
3000
Полио и риновирусы принадлежат одному семейству и очень похожи друг на друга.
05:39
Rhino's the common cold, and you all know what polio is,
124
339160
2000
Риновирусы вызывают банальную простуду, а что такое полиовирус вам прекрасно известно,
05:41
and you can see that these signatures are distinct.
125
341160
3000
и вы видите, что показатели этих вирусов различны.
05:44
And Kaposi's sarcoma-associated herpes virus
126
344160
3000
А ассоциированный с саркомой Капоши вирус герпеса
05:47
gives a nice signature down here.
127
347160
2000
демонстрирует здесь весьма яркие показатели.
05:49
And so it is not any one stripe or something
128
349160
2000
И это не любая полоска или что-либо,
05:51
that tells me I have a virus of a particular type here;
129
351160
2000
сообщающая мне о наличии в образце вируса определенной разновидности;
05:53
it's the barcode that in bulk represents the whole thing.
130
353160
4000
это штрих-код, который дает представление о ситуации в целом.
05:57
All right, I can see a rhinovirus --
131
357160
2000
Отлично, я вижу один риновирус -
05:59
and here's the blow-up of the rhinovirus's little barcode --
132
359160
2000
а это увеличенный снимок риновирусного штрих-кода -
06:01
but what about different rhinoviruses?
133
361160
2000
но как быть с другими риновирусами?
06:03
How do I know which rhinovirus I have?
134
363160
2000
Откуда я узнаю, какой именно это риновирус?
06:05
There're 102 known variants of the common cold,
135
365160
3000
Существует 102 известных варианта вирусов простуды,
06:08
and there're only 102 because people got bored collecting them:
136
368160
3000
и их всего лишь 102 просто потому, что люди устали их считать:
06:11
there are just new ones every year.
137
371160
2000
новые разновидности появляются ежегодно.
06:13
And so, here are four different rhinoviruses,
138
373160
2000
Существует четыре разных риновируса,
06:15
and you can see, even with your eye,
139
375160
2000
и можно увидеть даже невооруженным взглядом,
06:17
without any fancy computer pattern-matching
140
377160
2000
без затейливых компьютерных сопоставлений образцов
06:19
recognition software algorithms,
141
379160
2000
алгоритмов програмного обеспечения для распознавания,
06:21
that you can distinguish each one of these barcodes from each other.
142
381160
3000
для того, чтобы отличить один штрих-код от любого другого.
06:24
Now, this is kind of a cheap shot,
143
384160
2000
Итак это что-то вроде удара по больному месту,
06:26
because I know what the genetic sequence of all these rhinoviruses is,
144
386160
3000
так как мне известно, какова генетическая последовательность всех этих риновирусов,
06:29
and I in fact designed the chip
145
389160
1000
и я даже спроектировал чип
06:30
expressly to be able to tell them apart,
146
390160
2000
чтобы отличать их друг от друга,
06:32
but what about rhinoviruses that have never seen a genetic sequencer?
147
392160
4000
но как быть с риновирусами, которые никогда не видел ни один генетик?
06:36
We don't know what the sequence is; just pull them out of the field.
148
396160
2000
Нам неизвестна их генетическая последовательность, и мы просто закрываем на них глаза.
06:38
So, here are four rhinoviruses
149
398160
2000
Итак, вот четыре риновируса,
06:40
we never knew anything about --
150
400160
2000
о которых нам на было ничего известно -
06:42
no one's ever sequenced them -- and you can also see
151
402160
3000
никто никогда не исследовал их генетически - и как видите,
06:45
that you get unique and distinguishable patterns.
152
405160
2000
эти образцы уникальны и различимы.
06:47
You can imagine building up some library, whether real or virtual,
153
407160
3000
Представьте, что вы построили реальную или виртуальную библиотеку
06:50
of fingerprints of essentially every virus.
154
410160
2000
"отпечатков пальцев" всех значимых вирусов.
06:52
But that's, again, shooting fish in a barrel, you know, right?
155
412160
3000
Вы ведь знаете, что это проще простого, так?
06:55
You have tissue culture cells. There are a ton of viruses.
156
415160
2000
У вас есть культивируемая клеточная среда. И тонна вирусов.
06:57
What about real people?
157
417160
2000
А что насчет живых людей?
06:59
You can't control real people, as you probably know.
158
419160
2000
Как вам и самим, наверное, известно, вы не можете их контролировать.
07:01
You have no idea what someone's going to cough into a cup,
159
421160
4000
Вы даже представить себе не можете, что именно попадет в чашку человека при кашле,
07:05
and it's probably really complex, right?
160
425160
3000
а ведь состав может быть очень сложным , не правда ли?
07:08
It could have lots of bacteria, it could have more than one virus,
161
428160
3000
В слюне может быть множество бактерий и вирусов,
07:11
and it certainly has host genetic material.
162
431160
2000
и безусловно, генетический материал хозяина.
07:13
So how do we deal with this?
163
433160
1000
Так как же со всем этим разобраться?
07:14
And how do we do the positive control here?
164
434160
2000
И как в данном случае осуществлять положительный контроль?
07:16
Well, it's pretty simple.
165
436160
2000
Что ж, довольно просто.
07:18
That's me, getting a nasal lavage.
166
438160
2000
На этой фотографии я делаю назальный смыв.
07:20
And the idea is, let's experimentally inoculate people with virus.
167
440160
5000
Идея заключается в вакцинировании людей в условиях эксперимента.
07:25
This is all IRB-approved, by the way; they got paid.
168
445160
5000
Кстати, с одобрения международного экспертного совета; и участие в эксперименте оплачивается.
07:30
And basically we experimentally inoculate people
169
450160
3000
Мы прививали людей экспериментальной вакциной
07:33
with the common cold virus.
170
453160
1000
против ОРВИ.
07:34
Or, even better, let's just take people
171
454160
2000
Или, даже лучше, давайте возьмем людей
07:36
right out of the emergency room --
172
456160
1000
непосредственно в приемном покое -
07:37
undefined, community-acquired respiratory tract infections.
173
457160
4000
с неопределенным диагнозом, бытовой инфекцией дыхательных путей.
07:41
You have no idea what walks in through the door.
174
461160
2000
Вы не представляете, кто может зайти в дверь.
07:43
So, let's start off with the positive control first,
175
463160
3000
Что ж, давайте займемся сперва положительным контролем,
07:46
where we know the person was healthy.
176
466160
2000
зная, что человек здоров.
07:48
They got a shot of virus up the nose,
177
468160
2000
Вирусы попадают в его организм через нос,
07:50
let's see what happens.
178
470160
1000
и что же происходит?
07:51
Day zero: nothing happening.
179
471160
2000
День первый: ничего не происходит.
07:53
They're healthy; they're clean -- it's amazing.
180
473160
2000
Человек здоров; он не заражен - это невероятно.
07:55
Actually, we thought the nasal tract might be full of viruses
181
475160
2000
Фактически, мы считали, что носовые ходы могут быть забиты вирусами,
07:57
even when you're walking around healthy.
182
477160
1000
даже когда вы прогуливаетесь в полном здравии.
07:58
It's pretty clean. If you're healthy, you're pretty healthy.
183
478160
2000
Это относительная незараженность. Если вы здоровы, вы относительно здоровы.
08:00
Day two: we get a very robust rhinovirus pattern,
184
480160
4000
День второй: мы получаем полноценный образец риновируса,
08:04
and it's very similar to what we get in the lab
185
484160
2000
который весьма схож с тем, что мы получаем в лаборатории
08:06
doing our tissue culture experiment.
186
486160
1000
во время экспериментов с клеточными культурами.
08:07
So that's great, but again, cheap shot, right?
187
487160
3000
Здорово, но это опять удар по больному месту, не так ли?
08:10
We put a ton of virus up this guy's nose. So --
188
490160
2000
Мы поселили тонну вирусов в нос этого мужчины. Итак -
08:12
(Laughter)
189
492160
1000
(Смех)
08:13
-- I mean, we wanted it to work. He really had a cold.
190
493160
4000
Я имею в виду, мы хотели, чтобы это сработало. Он и правда подхватил простуду.
08:17
So, how about the people who walk in off the street?
191
497160
4000
А как насчет людей, прогуливающихся по улице?
08:21
Here are two individuals represented by their anonymous ID codes.
192
501160
2000
Вот безликие идентификационные коды двух человек.
08:23
They both have rhinoviruses; we've never seen this pattern in lab.
193
503160
4000
Они оба заражены риновирусами; мы никогда не видели такие образцы в лаборатории.
08:27
We sequenced part of their viruses;
194
507160
2000
Мы исследовали генетические последовательности части этих вирусов;
08:29
they're new rhinoviruses no one's actually even seen.
195
509160
3000
они абсолютно новые и ранее никем не замеченные.
08:32
Remember, our evolutionary-conserved sequences
196
512160
2000
Помните, те застывшие в развитии последовательности генов,
08:34
we're using on this array allow us to detect
197
514160
2000
которые мы используем на чипе, позволяют нам выявлять
08:36
even novel or uncharacterized viruses,
198
516160
2000
даже ранее неизвестные или неохарактеризованные вирусы,
08:38
because we pick what is conserved throughout evolution.
199
518160
4000
так как мы отбираем то, что сохранилось в ходе эволюции.
08:42
Here's another guy. You can play the diagnosis game yourself here.
200
522160
3000
Это другой человек. И здесь вы можете сами поиграть в диагностов.
08:45
These different blocks represent
201
525160
2000
Отдельные участки представляют здесь
08:47
the different viruses in this paramyxovirus family,
202
527160
2000
разные вирусы семейства паравирусов,
08:49
so you can kind of go down the blocks
203
529160
1000
и вы можете исследовать эти участки
08:50
and see where the signal is.
204
530160
2000
и увидеть, где заметен импульс.
08:52
Well, doesn't have canine distemper; that's probably good.
205
532160
3000
Ну, собачьего бешенства нет, и это уже неплохо.
08:55
(Laughter)
206
535160
2000
(Смех)
08:57
But by the time you get to block nine,
207
537160
2000
Но достигнув девятого участка,
08:59
you see that respiratory syncytial virus.
208
539160
2000
вы увидите этот синцитиальный респираторный вирус.
09:01
Maybe they have kids. And then you can see, also,
209
541160
3000
Может быть, у этого человека есть дети. И вы можете также наблюдать
09:04
the family member that's related: RSVB is showing up here.
210
544160
2000
члена его семьи: данный вирус обозначен и здесь.
09:06
So, that's great.
211
546160
1000
Что ж, замечательно.
09:07
Here's another individual, sampled on two separate days --
212
547160
3000
А это другой человек, наблюдаемый в течение двух дней -
09:10
repeat visits to the clinic.
213
550160
2000
при повторных посещениях клиники.
09:12
This individual has parainfluenza-1,
214
552160
3000
У него парагрипп 1 типа,
09:15
and you can see that there's a little stripe over here
215
555160
2000
и прямо здесь мы можем видеть крошечную маркировочную линию
09:17
for Sendai virus: that's mouse parainfluenza.
216
557160
3000
вируса Сендай: это мышиный парагрипп.
09:20
The genetic relationships are very close there. That's a lot of fun.
217
560160
4000
Генетическая связь между ними очень тесна. И это очень весело.
09:24
So, we built out the chip.
218
564160
1000
Итак, мы создали чип.
09:25
We made a chip that has every known virus ever discovered on it.
219
565160
4000
Мы создали чип, на котором есть генетическая информация о любом известном нам вирусе.
09:29
Why not? Every plant virus, every insect virus, every marine virus.
220
569160
3000
А почему бы нет? Любой растительный вирус, любой вирус насекомых, любой морской вирус.
09:32
Everything that we could get out of GenBank --
221
572160
2000
Всё, что мы можем достать из генетического банка -
09:34
that is, the national repository of sequences.
222
574160
2000
так называемый, всенародный склад генетических последовательностей.
09:36
Now we're using this chip. And what are we using it for?
223
576160
3000
И теперь мы используем такой чип. Но зачем мы это делаем?
09:39
Well, first of all, when you have a big chip like this,
224
579160
2000
Что ж, прежде всего когда у вас есть такой большой чип,
09:41
you need a little bit more informatics,
225
581160
2000
вам нужна большая информативная поодержка,
09:43
so we designed the system to do automatic diagnosis.
226
583160
2000
поэтому мы спроектировали систему, способную к автоматической диагностике.
09:45
And the idea is that we simply have virtual patterns,
227
585160
3000
И план заключается в наличии у нас виртуальных образцов,
09:48
because we're never going to get samples of every virus --
228
588160
2000
так как мы никогда не заполучим образцы всех вирусов -
09:50
it would be virtually impossible. But we can get virtual patterns,
229
590160
3000
это было бы просто невозможно. Но мы можем использовать виртуальные образцы,
09:53
and compare them to our observed result --
230
593160
2000
и сравнивать их с результатами экспериментов -
09:55
which is a very complex mixture -- and come up with some sort of score
231
595160
4000
весьма запутанными - и вести что-то вроде счета,
09:59
of how likely it is this is a rhinovirus or something.
232
599160
3000
какова вероятность, что это именно риновирус.
10:02
And this is what this looks like.
233
602160
2000
И вот на что это похоже.
10:04
If, for example, you used a cell culture
234
604160
2000
Если, например, вы использовали клеточную культуру,
10:06
that's chronically infected with papilloma,
235
606160
2000
постоянно инфицируемую папилломовирусом,
10:08
you get a little computer readout here,
236
608160
2000
вы получаете компьютерную выборку показателей,
10:10
and our algorithm says it's probably papilloma type 18.
237
610160
4000
и согласно нашему алгоритму это папилломовирус 18 типа.
10:14
And that is, in fact, what these particular cell cultures
238
614160
2000
И именно им на самом деле клеточная культура
10:16
are chronically infected with.
239
616160
2000
постоянно инфицируется.
10:18
So let's do something a little bit harder.
240
618160
2000
А теперь кое-что потруднее.
10:20
We put the beeper in the clinic.
241
620160
1000
В клинике мы установили звуковой сигнализатор.
10:21
When somebody shows up, and the hospital doesn't know what to do
242
621160
3000
Каждый раз, когда в клинику попадал человек
10:24
because they can't diagnose it, they call us.
243
624160
2000
с неизвестным диагнозом, они звонили нам.
10:26
That's the idea, and we're setting this up in the Bay Area.
244
626160
2000
Вот это идея, и мы воплотили её в жизнь в Сан-Франциско.
10:28
And so, this case report happened three weeks ago.
245
628160
2000
И эта история болезни имела место быть три недели назад.
10:30
We have a 28-year-old healthy woman, no travel history,
246
630160
3000
У нас есть 28-летняя здоровая женщина, никогда не выезжавшая за пределы родных мест,
10:33
[unclear], doesn't smoke, doesn't drink.
247
633160
3000
(неразборчиво), некурящая, не пьющая алкогольные напитки,
10:36
10-day history of fevers, night sweats, bloody sputum --
248
636160
4000
с десятидневной лихорадкой, ночными потоотделениями, кровянистой мокротой
10:40
she's coughing up blood -- muscle pain.
249
640160
2000
она кашляет кровью - и мышечной болью.
10:42
She went to the clinic, and they gave her antibiotics
250
642160
4000
Когда она попала в клинику,ей назначили антибиотики
10:46
and then sent her home.
251
646160
1000
и отправили домой.
10:47
She came back after ten days of fever, right? Still has the fever,
252
647160
4000
Она вернулась после десяти дней лихорадки, так? По-прежнему, с лихорадкой,
10:51
and she's hypoxic -- she doesn't have much oxygen in her lungs.
253
651160
3000
и с гипоксией - за счет недостатка кислорода в легких.
10:54
They did a CT scan.
254
654160
1000
Ей провели компьютерную томографию.
10:55
A normal lung is all sort of dark and black here.
255
655160
4000
Все, что здесь темное и черное, - это нормальная легочная ткань.
10:59
All this white stuff -- it's not good.
256
659160
2000
А вот всё, что белого цвета, - в этом уже нет ничего хорошего.
11:01
This sort of tree and bud formation indicates there's inflammation;
257
661160
3000
Такая легочная структура в виде разветвленной структуры с завязями показывает, что ткань воспалена;
11:04
there's likely to be infection.
258
664160
2000
и воспаление, скорее всего, инфекционное.
11:06
OK. So, the patient was treated then
259
666160
3000
Пациентку лечили
11:09
with a third-generation cephalosporin antibiotic and doxycycline,
260
669160
4000
цефалоспоринами третьего поколения и доксициклином,
11:13
and on day three, it didn't help: she had progressed to acute failure.
261
673160
4000
и на третий день это не помогло: болезнь спрогрессировала в острую легочную недостаточность.
11:17
They had to intubate her, so they put a tube down her throat
262
677160
3000
Им пришлось заинтубировать пациентку, поместив интубационную трубку в её горло
11:20
and they began to mechanically ventilate her.
263
680160
1000
и подключить её к аппарату искусственной вентиляции легких.
11:21
She could no longer breathe for herself.
264
681160
2000
Она не могла больше дышать самостоятельно.
11:23
What to do next? Don't know.
265
683160
2000
А что делать дальше? Неизвестно.
11:25
Switch antibiotics: so they switched to another antibiotic,
266
685160
3000
Поменять антибиотики: они перешли на другой антибиотик,
11:28
Tamiflu.
267
688160
2000
Тамифлю.
11:30
It's not clear why they thought she had the flu,
268
690160
2000
Непонятно, почему они решили, что у пациентки грипп,
11:32
but they switched to Tamiflu.
269
692160
2000
но перешли на Темифлю.
11:34
And on day six, they basically threw in the towel.
270
694160
2000
И на шестой день, они, наконец, сдались.
11:36
You do an open lung biopsy when you've got no other options.
271
696160
4000
За неимением другого выбора, была проведена открытая биопсия легких.
11:40
There's an eight percent mortality rate with just doing this procedure,
272
700160
2000
А уровень смертности при такой операции составляет восемь процентов,
11:42
and so basically -- and what do they learn from it?
273
702160
3000
и что же - что они узнали таким способом?
11:45
You're looking at her open lung biopsy.
274
705160
2000
Вы смотрите на открытую биопсию легких этой пациентки.
11:47
And I'm no pathologist, but you can't tell much from this.
275
707160
2000
Я не патологоанатом, но что можно сказать, глядя на это?
11:49
All you can tell is, there's a lot of swelling: bronchiolitis.
276
709160
3000
Единственное - здесь есть признаки значительного отека - бронхиолита.
11:52
It was "unrevealing": that's the pathologist's report.
277
712160
3000
Болезнь недиагносцируема: это заключение патологоанатома.
11:55
And so, what did they test her for?
278
715160
3000
Так для чего же они её обследовали?
11:58
They have their own tests, of course,
279
718160
1000
Безусловно, они делали анализы,
11:59
and so they tested her for over 70 different assays,
280
719160
3000
и проводили анализы по более, чем семидесяти показателям,
12:02
for every sort of bacteria and fungus and viral assay
281
722160
3000
анализы на все виды бактерий, грибов и вирусов,
12:05
you can buy off the shelf:
282
725160
2000
существующих в природе:
12:07
SARS, metapneumovirus, HIV, RSV -- all these.
283
727160
3000
ОРВИ, метапневмовирус, ВИЧ, РСВ - на все.
12:10
Everything came back negative, over 100,000 dollars worth of tests.
284
730160
4000
Все анализы стоимостью более 100000 долларов за анализ были отрицательны.
12:14
I mean, they went to the max for this woman.
285
734160
3000
Я имею в виду, что они сделали для этой женщины всё, что могли.
12:17
And basically on hospital day eight, that's when they called us.
286
737160
3000
И наконец, на восьмой день позвонили нам.
12:20
They gave us endotracheal aspirate --
287
740160
2000
Они дали нам эндотрахиальный аспират -
12:22
you know, a little fluid from the throat,
288
742160
2000
знаете, жидкость из горла,
12:24
from this tube that they got down there -- and they gave us this.
289
744160
2000
из трубки, поставленной ими - отдали её нам.
12:26
We put it on the chip; what do we see? Well, we saw parainfluenza-4.
290
746160
5000
Мы поместили его на чип, и что же мы увидели? Увидели мы вирус парагриппа 4-ого типа.
12:31
Well, what the hell's parainfluenza-4?
291
751160
2000
И что же, ради всего святого, это за вирус?
12:33
No one tests for parainfluenza-4. No one cares about it.
292
753160
3000
Не существует анализов на парагрипп 4-ого типа. Никто не воспринимает его всерьез.
12:36
In fact, it's not even really sequenced that much.
293
756160
3000
Его генетические последовательности выделены не полностью.
12:39
There's just a little bit of it sequenced.
294
759160
2000
Выделена лишь малая их часть.
12:41
There's almost no epidemiology or studies on it.
295
761160
2000
Эпидемиологических научных трудов об этом вирусе не существует.
12:43
No one would even consider it,
296
763160
2000
Никто даже не мог предположить именно этот вирус,
12:45
because no one had a clue that it could cause respiratory failure.
297
765160
3000
так как ни у кого не было подозрений, что он может вызывать дыхательную недостаточность.
12:48
And why is that? Just lore. There's no data --
298
768160
3000
Отчего так? Обычная практика.У нас нет данных -
12:51
no data to support whether it causes severe or mild disease.
299
771160
4000
нет данных, что этот вирус может вызывать заболевания разной степени сложности.
12:55
Clearly, we have a case of a healthy person that's going down.
300
775160
3000
Очевидно, разговор идет о единичном случае заболевания.
12:58
OK, that's one case report.
301
778160
3000
Ладно, это всего лишь одна история болезни.
13:01
I'm going to tell you one last thing in the last two minutes
302
781160
2000
Но в последние две минуты я хочу вам рассказать ещё кое-что
13:03
that's unpublished -- it's going to come out tomorrow --
303
783160
3000
неопубликованное - о чем станет известно только завтра -
13:06
and it's an interesting case of how you might use this chip
304
786160
3000
и это интересная информация о том, как вы можете использовать этот чип
13:09
to find something new and open a new door.
305
789160
2000
для открытия новых горизонтов.
13:11
Prostate cancer. I don't need to give you many statistics
306
791160
4000
Рак предстательной железы. Нет нужды приводить здесь статистические данные
13:15
about prostate cancer. Most of you already know it:
307
795160
3000
о раке предстательной железы. Почти каждый их знает:
13:18
third leading cause of cancer deaths in the U.S.
308
798160
2000
третье место среди причин смерти раковых больных в США.
13:20
Lots of risk factors,
309
800160
2000
Множество факторов риска,
13:22
but there is a genetic predisposition to prostate cancer.
310
802160
4000
но существует генетическая предрасположенность к этому виду рака.
13:26
For maybe about 10 percent of prostate cancer,
311
806160
2000
Где-то 10% больных раком предстательной железы -
13:28
there are folks that are predisposed to it.
312
808160
2000
это люди, имеющие к нему предрасположенность.
13:30
And the first gene that was mapped in association studies
313
810160
4000
И первым геном, выявленным в совместных исследованиях
13:34
for this, early-onset prostate cancer, was this gene called RNASEL.
314
814160
4000
рака предстательной железы на ранней стадии, стал ген, названный рибонуклеаза L.
13:38
What is that? It's an antiviral defense enzyme.
315
818160
3000
Что это такое? Это защитный антивирусный фермент.
13:41
So, we're sitting around and thinking,
316
821160
2000
Итак мы сидим и думаем:
13:43
"Why would men who have the mutation --
317
823160
2000
"Почему мужчины с генной мутацией -
13:45
a defect in an antiviral defense system -- get prostate cancer?
318
825160
5000
повреждением антивирусной защитной системы - заболевают раком предстательной железы?
13:50
It doesn't make sense -- unless, maybe, there's a virus?"
319
830160
3000
Это бессмысленно - разве что, может, там есть вирус?"
13:53
So, we put tumors --- and now we have over 100 tumors -- on our array.
320
833160
6000
И так мы помещаем опухоли - а сейчас у нас их более ста - на свой чип.
13:59
And we know who's got defects in RNASEL and who doesn't.
321
839160
3000
И мы знаем, у кого есть дефект рибонуклеазы L, а у кого нет.
14:02
And I'm showing you the signal from the chip here,
322
842160
3000
И я покажу вам импульс на чипе,
14:05
and I'm showing you for the block of retroviral oligos.
323
845160
4000
покажу вам комплекс ретровирусных олигопептидов.
14:09
And what I'm telling you here from the signal, is
324
849160
2000
И по вирусу можно заключить,
14:11
that men who have a mutation in this antiviral defense enzyme,
325
851160
4000
что мужчины с генной мутацией в этом антивирусном защитном ферменте
14:15
and have a tumor, often have -- 40 percent of the time --
326
855160
4000
и с опухолью, в 40 процентах обладают
14:19
a signature which reveals a new retrovirus.
327
859160
4000
признаками, свидетельствующими о новом ретровирусе.
14:23
OK, that's pretty wild. What is it?
328
863160
3000
Звучит дико. Что же это?
14:26
So, we clone the whole virus.
329
866160
1000
Итак, мы клонируем целый вирус.
14:27
First of all, I'll tell you that a little automated prediction told us
330
867160
4000
Прежде всего, автоматизированное прогнозирование показало нам,
14:31
it was very similar to a mouse virus.
331
871160
2000
что он очень похож на мышиный вирус.
14:33
But that doesn't tell us too much,
332
873160
1000
Но это ни о чем нам не говорит,
14:34
so we actually clone the whole thing.
333
874160
2000
и поэтому мы клонировали вирус целиком.
14:36
And the viral genome I'm showing you right here?
334
876160
2000
И вирусный геном я покажу вам прямо сейчас.
14:38
It's a classic gamma retrovirus, but it's totally new;
335
878160
3000
Это классический гамма ретровирус, но он абсолютно новый;
14:41
no one's ever seen it before.
336
881160
1000
никто раньше его не видел.
14:42
Its closest relative is, in fact, from mice,
337
882160
3000
Он, действительно, очень близок к мышиному вирусу,
14:45
and so we would call this a xenotropic retrovirus,
338
885160
4000
и поэтому мы могли бы назвать этот вирус ксенотропным,
14:49
because it's infecting a species other than mice.
339
889160
3000
так как он инфицирует виды организмов, не только мышей.
14:52
And this is a little phylogenetic tree
340
892160
2000
А это маленькое филогенетическое дерево
14:54
to see how it's related to other viruses.
341
894160
2000
показывает его соотношение с другими вирусами.
14:56
We've done it for many patients now,
342
896160
3000
Мы уже сделали это для многих пациентов,
14:59
and we can say that they're all independent infections.
343
899160
3000
и можно сказать, все они инфицированы независимо друг от друга.
15:02
They all have the same virus,
344
902160
1000
У них у всех вирус один и тот же,
15:03
but they're different enough that there's reason to believe
345
903160
3000
но различный настолько, становится очевидным, что
15:06
that they've been independently acquired.
346
906160
2000
они попали в организм пациентов независимо друг от друга.
15:08
Is it really in the tissue? And I'll end up with this: yes.
347
908160
2000
И все это есть в ткани? Я окончательно отвечу: да.
15:10
We take slices of these biopsies of tumor tissue
348
910160
3000
Мы взяли срезы биопсийных тканей опухоли
15:13
and use material to actually locate the virus,
349
913160
2000
и использовали этот материал для локализации вируса,
15:15
and we find cells here with viral particles in them.
350
915160
4000
обнаружив в нем клетки с вирусными частицами.
15:19
These guys really do have this virus.
351
919160
2000
У этих людей на самом деле есть данный вирус.
15:21
Does this virus cause prostate cancer?
352
921160
2000
Вызывает ли он рак предстательной железы?
15:23
Nothing I'm saying here implies causality. I don't know.
353
923160
4000
Ничто из мною сказанного не отвечает на этот вопрос. Я не знаю.
15:27
Is it a link to oncogenesis? I don't know.
354
927160
2000
Есть ли связь у вируса с онкогенезом? Не знаю.
15:29
Is it the case that these guys are just more susceptible to viruses?
355
929160
4000
Может, дело в том, что эти люди более восприимчивы к вирусам?
15:33
Could be. And it might have nothing to do with cancer.
356
933160
3000
Может быть. А может, связи между вирусом и раком нет вовсе.
15:36
But now it's a door.
357
936160
1000
Но ведь это зацепка.
15:37
We have a strong association between the presence of this virus
358
937160
3000
Нами доказана сильная связь между присутствием вируса
15:40
and a genetic mutation that's been linked to cancer.
359
940160
3000
и генетической мутацией, ведущей к раку.
15:43
That's where we're at.
360
943160
1000
Вот к чему мы пришли.
15:44
So, it opens up more questions than it answers, I'm afraid,
361
944160
4000
И я боюсь, наши исследования принесли больше вопросов, чем ответов,
15:48
but that's what, you know, science is really good at.
362
948160
2000
но наука на то и наука, чтобы спрашивать.
15:50
This was all done by folks in the lab --
363
950160
2000
Все эти открытия были сделаны в лаборатории -
15:52
I cannot take credit for most of this.
364
952160
1000
Я не могу вменять большинство из них себе в заслугу.
15:53
This is a collaboration between myself and Don.
365
953160
1000
Это результат моего сотрудничества с Доном.
15:54
This is the guy who started the project in my lab,
366
954160
3000
Этот человек запустил данный проект в моей лаборатории,
15:57
and this is the guy who's been doing prostate stuff.
367
957160
2000
а этот занимался исследованиями предстательной железы.
15:59
Thank you very much. (Applause)
368
959160
3000
Спасибо большое. (Апплодисменты)
Об этом сайте

Этот сайт познакомит вас с видеороликами YouTube, полезными для изучения английского языка. Вы увидите уроки английского языка, преподаваемые высококлассными учителями со всего мира. Дважды щелкните по английским субтитрам, отображаемым на каждой странице видео, чтобы воспроизвести видео оттуда. Субтитры прокручиваются синхронно с воспроизведением видео. Если у вас есть какие-либо комментарии или пожелания, пожалуйста, свяжитесь с нами, используя эту контактную форму.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7