Tothom n'hi ha escoltat sobre el CRISPR? M'estranyaria moltíssim que no.
So, has everybody heard of CRISPR? I would be shocked if you hadn't.
Aquesta és una tecnologia -- d'edició del genoma -- i és tan versàtil i polèmica que està generant tota mena de converses interessants. Hauríem de portar de volta el mamut llanut? Hauríem d'editar un embrió humà? I el meu favorit: Com podem justificar l'extermini d'una espècie sencera que considerem perjudicial per als humans de tota la faç de la terra, usant aquesta tecnologia?
This is a technology -- it's for genome editing -- and it's so versatile and so controversial that it's sparking all sorts of really interesting conversations. Should we bring back the woolly mammoth? Should we edit a human embryo? And my personal favorite: How can we justify wiping out an entire species that we consider harmful to humans off the face of the Earth, using this technology?
Aquest tipus de ciència es mou molt més ràpid que els mecanismes reguladors que la governen. Durant els últims sis anys, he fet que la meua missió personal sigui assegurar que el major nombre de persones possible comprengui aquest tipus de tecnologies i les seves implicacions.
This type of science is moving much faster than the regulatory mechanisms that govern it. And so, for the past six years, I've made it my personal mission to make sure that as many people as possible understand these types of technologies and their implications.
El CRISPR ha sigut el centre d'una gran atenció mediàtica, i les paraules més emprades han sigut "fàcil" i "barat." El que vull fer és desglossar-ho més en profunditat i analitzar alguns mites i realitats sobre el CRISPR.
Now, CRISPR has been the subject of a huge media hype, and the words that are used most often are "easy" and "cheap." So what I want to do is drill down a little bit deeper and look into some of the myths and the realities around CRISPR.
Si tracteu d'usar CRISPR en un genoma, la primera cosa que heu de fer és danyar l'ADN. El dany apareix com el trencament en dues cadenes de la doble hèlice. I després els processos de reparació cel·lular hi intervenen, i després convencem aquestos processos de reparació per fer l'edició que nosaltres volem, i no l'edició natural. Així és com funciona. És un sistema de dues parts. Teniu la proteïna Cas9 i una cosa anomenada un guia ARN. M'agrada imaginar aquest com un míssil teledirigit. El Cas9 -- m'agrada moltíssim antropomorfitzar -- el Cas9 es sembla a un Pac-Man que vol menjar ADN, i el guia ARN és la corretja que el manté allunyat del genoma fins que troba el lloc exacte on hi encaixa. I la combinació d'aquests dos s'anomena CRISPR. És un sistema que vam robar d'un antic sistema immunitari bacterial.
If you're trying to CRISPR a genome, the first thing that you have to do is damage the DNA. The damage comes in the form of a double-strand break through the double helix. And then the cellular repair processes kick in, and then we convince those repair processes to make the edit that we want, and not a natural edit. That's how it works. It's a two-part system. You've got a Cas9 protein and something called a guide RNA. I like to think of it as a guided missile. So the Cas9 -- I love to anthropomorphize -- so the Cas9 is kind of this Pac-Man thing that wants to chew DNA, and the guide RNA is the leash that's keeping it out of the genome until it finds the exact spot where it matches. And the combination of those two is called CRISPR. It's a system that we stole from an ancient, ancient bacterial immune system.
La part més impressionant d'aquest és que el guia ARN, només 20 lletres seues, són les que identifiquen el sistema. Aquest és molt fàcil de dissenyar, i molt barat de comprar. Aquesta és la part modular del sistema; la resta és el mateix. Aquest fa que sigui un sistema realment eficient i fàcil d'usar.
The part that's amazing about it is that the guide RNA, only 20 letters of it, are what target the system. This is really easy to design, and it's really cheap to buy. So that's the part that is modular in the system; everything else stays the same. This makes it a remarkably easy and powerful system to use.
El guia ARN i la proteïna Cas9 van rebotant al llarg del genoma, i quan troben un punt on el guia ARN pot encaixar, s'insereix entre les dues cadenes de la doble hèlice, les trenca, utilitza la proteïna Cas9 per a tallar-la, i de sobte, teniu una cèl·lula que està aterrida perquè ara té una peça d'ADN que està trencada.
The guide RNA and the Cas9 protein complex together go bouncing along the genome, and when they find a spot where the guide RNA matches, then it inserts between the two strands of the double helix, it rips them apart, that triggers the Cas9 protein to cut, and all of a sudden, you've got a cell that's in total panic because now it's got a piece of DNA that's broken.
Què fa? Crida els seus primers responedors. N'hi ha dos mètodes principals de reparació. El primer simplement pren l'ADN i ajunta les peces de nou. No és un sistema molt eficient, perquè de vegades el que passa és que una base es separa o s'afegeix. És una bona manera per, no sé, atordir un gen però no és la manera en què realment volem editar el genoma.
What does it do? It calls its first responders. There are two major repair pathways. The first just takes the DNA and shoves the two pieces back together. This isn't a very efficient system, because what happens is sometimes a base drops out or a base is added. It's an OK way to maybe, like, knock out a gene, but it's not the way that we really want to do genome editing.
La segona mena de reparació és molt més interessant. En aquesta reparació, s'agafa una peça homòloga d'ADN. En un organisme diploide com les persones, tenim una còpia del nostre genoma de la nostra mare i el nostre pare, de manera que si un està danyat, pot usar l'altre cromosoma per a reparar-lo. Açò és d'on prové aquest. Es fa la reparació, i ara el genoma està segur de nou.
The second repair pathway is a lot more interesting. In this repair pathway, it takes a homologous piece of DNA. And now mind you, in a diploid organism like people, we've got one copy of our genome from our mom and one from our dad, so if one gets damaged, it can use the other chromosome to repair it. So that's where this comes from. The repair is made, and now the genome is safe again.
La manera en què podem apropiar-nos d'aquest és que podem donar-li una peça falsa d'ADN, una peça que tingui una homologia en ambdues terminacions però és diferent al mig. Ara podeu posar quelcom que vulgueu al centre i enganyar la cèl·lula. Podeu canviar una lletra, podeu traure lletres, però el que és més important, podeu introduir ADN nou, com si fóra un cavall de Troia.
The way that we can hijack this is we can feed it a false piece of DNA, a piece that has homology on both ends but is different in the middle. So now, you can put whatever you want in the center and the cell gets fooled. So you can change a letter, you can take letters out, but most importantly, you can stuff new DNA in, kind of like a Trojan horse.
El CRISPR serà meravellós, des del punt de vista del nombre de diferents avanços científics que catalitzarà. El més especial d'aquest és aquest sistema de focalització modular. Vull dir, hem estat introduint ADN en organismes durant anys, correcte? Però gràcies al sistema de focalització modular, podem posar-lo exactament on nosaltres volem.
CRISPR is going to be amazing, in terms of the number of different scientific advances that it's going to catalyze. The thing that's special about it is this modular targeting system. I mean, we've been shoving DNA into organisms for years, right? But because of the modular targeting system, we can actually put it exactly where we want it.
La cosa és que encara hem de parlar sobre el fet que sigui barat i fàcil. I jo dirigeixo un laboratori comunitari. Estic començant a rebre e-mails de gent que diu coses com:
The thing is that there's a lot of talk about it being cheap and it being easy. And I run a community lab. I'm starting to get emails from people that say stuff like,
"Eh, puc visitar-te a mitja nit i, no sé, potser usar CRISPR per a modificar el meu genoma?"
"Hey, can I come to your open night and, like, maybe use CRISPR and engineer my genome?"
(Rises)
(Laugher)
De veritat.
Like, seriously.
I jo: "No, no pots".
I'm, "No, you can't."
(Rises)
(Laughter)
"Però he sentit que és barat. He sentit que és fàcil."
"But I've heard it's cheap. I've heard it's easy."
Anem a explorar açò una mica. Quant és de barat? Sí, és barat en comparació. Aconseguirà que el cost mitjà dels material per a un experiment passi de milers de dòlars a cents de dòlars, i també acurtarà el temps. Passarà de setmanes a dies. Açò és genial. Encara necessiteu un laboratori professional on treballar; no aconseguiràs res important fora d'un laboratori professional. Vull dir, no escolteu ningú que us digui que podeu fer aquestes coses en la vostra cuina. No és tan fàcil fer aquest tipus de treball. Sense esmentar la lluita per la patent que hi ha ara mateix, així que si inventeu alguna cosa, l'Institut Broad i l'UC Berkeley estan en mig d'una increïble lluita per la patent. És fascinant observar el que està succeint, perquè s'acusen entre ells per afirmacions fraudulentes i després tenen gent dient: "Oh, bo, he signat el meu quadern ací i allà." Açò no es resolverá durant molts anys. I quan es resolga, us asseguro que haureu de pagar algú una considerable quota de llicència per usar aquesta cosa. Aleshores, és realment barat? Bo, és barat si esteu fent una recerca bàsica i teniu un laboratori.
We're going to explore that a little bit. So, how cheap is it? Yeah, it is cheap in comparison. It's going to take the cost of the average materials for an experiment from thousands of dollars to hundreds of dollars, and it cuts the time a lot, too. It can cut it from weeks to days. That's great. You still need a professional lab to do the work in; you're not going to do anything meaningful outside of a professional lab. I mean, don't listen to anyone who says you can do this sort of stuff on your kitchen table. It's really not easy to do this kind of work. Not to mention, there's a patent battle going on, so even if you do invent something, the Broad Institute and UC Berkeley are in this incredible patent battle. It's really fascinating to watch it happen, because they're accusing each other of fraudulent claims and then they've got people saying, "Oh, well, I signed my notebook here or there." This isn't going to be settled for years. And when it is, you can bet you're going to pay someone a really hefty licensing fee in order to use this stuff. So, is it really cheap? Well, it's cheap if you're doing basic research and you've got a lab.
I és fàcil? Anem a veure açò. El problema sempre està en els detalls. En realitat no sabem molt sobre les cèl·lules. Encara n'hi ha molts quadres negres. Per exemple, no sabem per què alguns guies ARN funcionen molt bé i altres guies ARN no. No sabem per què algunes cèl·lules volen emprar un mètode de reparació i altres cèlu·lules preferixen l'altre.
How about easy? Let's look at that claim. The devil is always in the details. We don't really know that much about cells. They're still kind of black boxes. For example, we don't know why some guide RNAs work really well and some guide RNAs don't. We don't know why some cells want to do one repair pathway and some cells would rather do the other.
A més d'aixó, hi ha un gran problema per a introduir el sistema dins la cèl·lula en primer lloc. En una placa de cultiu, açò no és difícil, però si tracteu de fer açò en un organisme sencer, es complica massa. Està bé usar quelcom com ara sang o una medul·la òssia -- açò és focus de recerca ara mateix.
And besides that, there's the whole problem of getting the system into the cell in the first place. In a petri dish, that's not that hard, but if you're trying to do it on a whole organism, it gets really tricky. It's OK if you use something like blood or bone marrow -- those are the targets of a lot of research now.
Hi ha una història increïble sobre una xiqueta petita a qui van salvar de la leucèmia extraient la sang, editant-la, i tornant-la amb un precursor del CRISPR. Aquesta és una via de recerca que molta gent seguirá. Però ara mateix, si vols fer-ho en el cos sencer, probablement hauràs d'emprar un virus. Així que agafeu el virus, li introduïu el CRISPR, i deixeu que el virus infecte la cèl·lula. Però ara teniu el virus dins, i no sabem els efectes a llarg termini que hi pot tindre. A més, el CRISPR té efectes col·laterals, un percentatge petit, però que encara està. Què passarà amb aquest amb el temps?
There was a great story of some little girl who they saved from leukemia by taking the blood out, editing it, and putting it back with a precursor of CRISPR. And this is a line of research that people are going to do. But right now, if you want to get into the whole body, you're probably going to have to use a virus. So you take the virus, you put the CRISPR into it, you let the virus infect the cell. But now you've got this virus in there, and we don't know what the long-term effects of that are. Plus, CRISPR has some off-target effects, a very small percentage, but they're still there. What's going to happen over time with that?
Aquestes no són preguntes trivials, i n'hi ha científics que tracten de resoldre-les, i finalment, esperem, ho aconseguiran. Però no es tracta d'una instal·lació automàtica, no realment. Aleshores, és realment fàcil? Bo, si dediqueu un par d'anys esbrinant el vostre sistema particular, sí, és fàcil.
These are not trivial questions, and there are scientists that are trying to solve them, and they will eventually, hopefully, be solved. But it ain't plug-and-play, not by a long shot. So: Is it really easy? Well, if you spend a few years working it out in your particular system, yes, it is.
Altra cosa més és que, no sabem realment com fer que una cosa en particular ocórrega al canviar determinats punts del genoma. Ens queda molt de temps per a esbrinar com donar ales a un porc, per exemple. O una pota de més -- em conformaria amb una pota de més. Açò seria genial, no? Però el que ocorreix és que el CRISPR s'està usant per milers i milers de científics per fer treballs molt importants, com fabricar millors models de malalties en animals, per exemple, o descobrir maneres de produir productes químics de valor i introduir-los a la producció industrial i tines de fermentació, i fins i tot fer una recerca bàsica sobre què fan els gens.
Now the other thing is, we don't really know that much about how to make a particular thing happen by changing particular spots in the genome. We're a long way away from figuring out how to give a pig wings, for example. Or even an extra leg -- I'd settle for an extra leg. That would be kind of cool, right? But what is happening is that CRISPR is being used by thousands and thousands of scientists to do really, really important work, like making better models of diseases in animals, for example, or for taking pathways that produce valuable chemicals and getting them into industrial production in fermentation vats, or even doing really basic research on what genes do.
Aquesta és la història del CRISPR que hauríem de contar, i no m'agrada que els aspectes més cridaners ofeguin tot açò. Molts científics han treballat moltíssim per desenvolupar el CRISPR, i allò que realment m'interessa és que la nostra societat suporta aquests científics.
This is the story of CRISPR we should be telling, and I don't like it that the flashier aspects of it are drowning all of this out. Lots of scientists did a lot of work to make CRISPR happen, and what's interesting to me is that these scientists are being supported by our society.
Penseu en açò. Tenim una infraestructura que permet a un determinat percentatge de persones dedicar tot el seu temps a investigar. Açò converteix tothom en inventors del CRISPR, i diria que ens converteic en pastors del CRISPR. Tots tenim una responsabilitat.
Think about it. We've got an infrastructure that allows a certain percentage of people to spend all their time doing research. That makes us all the inventors of CRISPR, and I would say that makes us all the shepherds of CRISPR. We all have a responsibility.
Doncs us demane que aprengueu realment sobre aquest tipus de tecnologies, perquè, en realitat, només així serem capaços de dirigir el desenvolupament d'aquestes tecnologies, l'ús d'aquestes tecnologies i assegurar que, a la fi, tenim resultats positius -- tant per al planeta com per a nosaltres.
So I would urge you to really learn about these types of technologies, because, really, only in that way are we going to be able to guide the development of these technologies, the use of these technologies and make sure that, in the end, it's a positive outcome -- for both the planet and for us.
Gràcies.
Thanks.
(Aplaudiments)
(Applause)