So, has everybody heard of CRISPR? I would be shocked if you hadn't.
Avete mai sentito parlare della CRISPR? Mi sarei stupita del contrario.
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?
Si tratta di una tecnologia usata per modificare il genoma, ed è talmente versatile e controversa da scatenare una marea di discussioni interessanti. Dovremmo riportare in vita il mammut lanoso? Dovremmo modificare un embrione umano? E la mia preferita: come giustificare l'eliminazione di intere specie che consideriamo pericolose per il genere umano dalla faccia della Terra, usando questa tecnologia?
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.
Questo tipo di scienza si muove più veloce dei meccanismi normativi che la governano. Così, negli ultimi sei anni il mio obiettivo è stato assicurarmi che quante più persone possibili capissero queste tecnologie e le loro implicazioni.
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.
Bene, CRISPR è al centro di un enorme lancio mediatico, e le parole più spesso usate sono "facile" e "economico". Quello che vorrei fare è scavare un po' più a fondo e analizzare alcuni dei miti e delle verità attorno a CRISPR.
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.
Per modificare un genoma tramite CRISPR la prima cosa che dovete fare è danneggiare il DNA. Ciò avviene nella forma di un doppio filamento lungo la doppia elica. Si attivano così i processi di riparazione delle cellule, e poi spingiamo questi processi ad apportare la modifica voluta e non quella che sarebbe naturale. È così che funziona. È un sistema bilaterale. C'è una proteina Cas9 e un filamento RNA-guida. E' come un missile comandato. Quindi Cas9 -adoro antropomorfizzare- Quindi Cas9 è come un Pac-Man che vuole mangiare del DNA, e l'RNA-guida è il guinzaglio che lo tiene fuori dal genoma finché non trova il punto esatto dove combinarsi. La combinazione di questi due elementi si chiama CRISPR. È un sistema preso in prestito da un antico sistema immunitario batterico.
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.
Ciò che è affascinante è che dell'RNA-guida, solo 20 delle sue lettere, determinano il sistema. È molto semplice da progettare, e molto economico da acquistare. Questa è la parte modulare del sistema; tutto il resto rimane uguale. Questo lo rende un sistema molto semplice ed efficace.
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.
L'RNA-guida e la proteina Cas9 insieme, saltellano lungo il genoma, e quando trovano un punto con cui l'RNA-guida si combina, si inserisce tra i due segmenti della doppia elica, li squarcia, e innesca la riduzione della proteina Cas9, e all'improvviso, abbiamo una cellula nel panico totale perché una parte del DNA è danneggiata.
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.
E cosa fa allora? Chiama i primi soccorritori. Ci sono due strade principali per riparare. La prima prende il DNA diviso e lo riunisce. Questo non è un rimedio molto efficace, perché a volte una base viene scartata o viene aggiunta. Magari va bene per eliminare un gene, ma non è quello richiesto per modificare un genoma.
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.
Il secondo metodo è più interessante. Con questo, viene preso un frammento di DNA corrispondente. Ma in organismi diploidi come noi, una copia del nostro genoma viene dalla madre e una dal padre, così se una è danneggiata, si può usare l'altro cromosoma per ripararla. Ecco da dove arriva. Ora che è riparato il genoma è di nuovo salvo.
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.
L'unico modo per evitarlo è fornirgli un segmento di DNA fasullo, un segmento che sia uguale alle estremità ma diverso al centro. Quindi si può mettere ogni cosa al centro e la cellula viene ingannata. Possiamo cambiare una lettera, togliere delle lettere, e, soprattutto, possiamo inserire del nuovo DNA, come in un cavallo di Troia.
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.
CRISPR sarà fantastico, soprattutto per i progressi scientifici che comporterà. La peculiarità è il suo sistema modulare mirato. Abbiamo inserito DNA negli organismi per anni, no? Ma grazie al sistema modulare mirato, possiamo posizionarlo esattamente dove vogliamo.
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,
È che si sta parlando molto del suo essere economico e semplice. Sono a capo di un community lab. Sto ricevendo email dalle persone con cose tipo,
"Hey, can I come to your open night and, like, maybe use CRISPR and engineer my genome?"
"Ehi, posso venire alla tua open night e magari usare CRISPR e progettare il mio genoma?"
(Laugher)
(Risate)
Like, seriously.
Seriamente.
I'm, "No, you can't."
E io "No, non puoi."
(Laughter)
(Risate)
"But I've heard it's cheap. I've heard it's easy."
"Ma ho sentito che è economico. E semplice."
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.
Vediamo un po'. Quanto è economico? Sì, è economico in confronto ad altri. Ridurrà il costo medio del materiale per un esperimento da migliaia a centinaia di dollari e richiede anche molto meno tempo. Giorni, anziché settimane. È fantastico! Servirà ancora un laboratorio professionale; non potrete fare nulla di rilevante fuori da un laboratorio professionale. Voglio dire, non date retta a chi dice che certe cose si possono fare sul tavolo della cucina. Questo tipo di lavoro non è affatto facile. Per non parlare della battaglia sui brevetti. Anche se inventate qualcosa, ci sono il Broad Institute e la UC Berkeley in questa incredibile battaglia. E' davvero curioso vedere cosa accade perché si accusano a vicenda di dichiarazioni fraudolente e poi ci sono persone che affermano, "Beh, l'ho scritto sul mio quaderno di laboratorio". Questo non si risolverà nei prossimi anni. E quando accadrà, dovrete pagare un diritto di licenza notevole per usare questa cosa. È davvero così economico quindi? È economico se fate ricerca di base e avete un laboratorio.
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.
Ma è davvero semplice? Vediamo un po'. Il diavolo sta sempre nei dettagli. Non sappiamo poi così tanto sulle cellule. Sono ancora delle scatole nere. Per esempio, non sappiamo perché alcuni RNA-guida sono efficienti e altri no. Non sappiamo perché alcune cellule ricorrono ad un metodo di riparazione e alcune cellule ne preferiscono un altro.
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.
E, in più, c'è il problema di portare il sistema dentro la cellula innanzi tutto. In una piastra di Petri non è difficile, ma in un intero organismo può essere davvero complicato. Va bene se usate sangue o midollo osseo -- questi sono gli obiettivi di molte ricerche.
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?
C'era una storia di alcune ragazzine salvate dalla leucemia per una trasfusione con il loro stesso sangue modificato grazie a un precursore di CRISPR. È un tipo di ricerca che la gente fa. Ma ora, se volete raggiungere l'intero organismo è necessario ricorrere ad un virus. Prendete il virus, mettete il CRISPR all'interno e lasciate infettare la cellula. Ma ora il virus è lì, e non si conoscono gli effetti a lungo termine. In più, CRISPR ha effetti indesiderati, sebbene sia una piccola percentuale, ma ci sono. Cosa accadrà con il tempo?
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.
Queste non sono domande banali, ci sono scienziati che stanno provando a rispondere, e alla fine ce la faranno, spero. Ma non si tratta di qualcosa pronto all'uso. Non ancora. Quindi: è davvero così semplice? Se passate qualche anno a provarlo sul vostro sistema, sì, lo è.
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.
L'altro punto è che non sappiamo bene come far succedere qualcosa in particolare modificando un punto particolare del genoma. Siamo molto lontani dal capire come far crescere le ali ai maiali, ad esempio. O una gamba in più -- Io opterei per una gamba in più. Sarebbe figo, no? Ma il punto è che CRISPR viene usato da migliaia di scienziati per svolgere un lavoro davvero molto importante, come creare modelli migliori per la malattia animale, per esempio, o trovare modi per realizzare prodotti chimici, e utilizzarli nella produzione industriale e nei processi di fermentazione, o fare ricerche di base sulle funzioni dei geni.
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.
Ecco la storia di CRISPR come dovrebbe essere raccontata, e non mi piace che gli aspetti più immediati stiano eclissando tutto ciò. Molti scienziati hanno lavorato sodo per realizzare CRISPR, e la cosa interessante secondo me è che hanno ottenuto il sostegno della nostra società.
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.
Pensateci. Abbiamo un'infrastruttura che permette ad un certo numero di persone di fare ricerche continuamente. Questo ci rende tutti inventori di CRISPR ma anche suoi custodi, direi. Siamo tutti responsabili.
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.
È importante che conosciate queste tecnologie perché solo in questo modo saremo in grado di guidare lo sviluppo di queste tecnologie, il loro uso ed essere sicuri di ottenere, alla fine, un risultato positivo -- Sia per il pianeta, sia per noi.
Thanks.
Grazie.
(Applause)
(Applausi)