So, has everybody heard of CRISPR? I would be shocked if you hadn't.
Já todos ouviram falar da CRISPR? Ficava muito espantada se não.
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?
É uma tecnologia — é para editar o genoma — e é tão versátil e tão controversa que está a originar todo o tipo de conversas interessantes. Será que devíamos trazer de volta o mamute? Será que devíamos editar um embrião humano? E a minha pergunta preferida: Como podemos justificar eliminar completamente uma espécie que consideramos nociva para os seres humanos da face da Terra, utilizando esta 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.
Este tipo de ciência está a avançar muito mais depressa do que os mecanismos reguladores que a governam. Portanto, nos últimos seis anos, fiz da minha missão pessoal garantir que tantas pessoas quanto possível compreendam estes tipos de tecnologias e as suas implicações.
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.
A CRISPR tem sido alvo de um enorme alvoroço nos meios de comunicação, e as palavras que são mais utilizadas são “fácil” e “barata”. Portanto, o que eu quero fazer é aprofundar um pouco mais e ver alguns dos mitos e realidades em torno da 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.
Se estivermos a experimentar a CRISPR num genoma, a primeira coisa que temos de fazer é danificar o ADN. Estes danos surgem na forma de uma quebra da cadeia dupla ao longo da dupla hélice do ADN. Depois os processos de reparação celular arrancam e depois convencemos estes processos de reparação a fazer a edição que nós queremos, e não uma edição natural. É assim que funciona. É um sistema com duas partes. Temos a proteína Cas9 e uma coisa chamada ARN guia. Gosto de pensar nisto como sendo um míssil dirigido. Então a Cas9 — adoro antropomorfizar — a Cas9 é uma espécie de Pac-Man que quer mastigar o ADN, e o ARN guia é a trela que a mantém afastada do genoma até encontrar o sítio exacto onde combina. A combinação destes dois chama-se CRISPR. É um sistema que roubámos a um sistema imunitário bacteriano ancestral.
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.
A parte que é espantosa nisto é que o ARN guia, que só tem 20 letras, é o que dirige o sistema. É muito fácil de desenhar e é muito barato comprar. Esta é a parte que é modular no sistema; tudo o resto permanece igual. Isto faz com que seja um sistema notavelmente fácil e poderoso de utilizar.
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.
O ARN guia e a proteína Cas9 formam um complexo que vai a saltitar pelo genoma, e quando encontra um local onde o ARN guia combina, insere-se entre as duas cadeias da dupla hélice, separa-as, o que desencadeia cortes pela Cas9, e, de repente, temos uma célula que está em pânico total, porque agora tem um bocadinho de ADN que está partido.
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.
O que é que ela faz? Chama os serviços de emergência. Há duas vias principais de reparação. A primeira pega simplesmente no ADN e junta os dois bocadinhos. Não é um sistema muito eficiente, porque o que acontece é que às vezes uma base salta fora ou uma base é acrescentada. É uma forma razoável de, por exemplo, inactivar um gene, mas não é bem assim que queremos fazer a edição do 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.
A segunda via de reparação é muito mais interessante. Esta via de reparação, usa um bocadinho homólogo de ADN. Num organismo diplóide como é o caso das pessoas, temos uma cópia do genoma que vem da mãe e outra do pai, então, se uma se estragar, podemos usar o outro cromossoma para a consertar. É daí que isto vem. A reparação é feita, e agora o genoma está outra vez em segurança.
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.
A forma como podemos manipular este processo é dar-lhe um bocadinho de ADN falso, um bocadinho que tem homologia nas duas extremidades mas é diferente no meio. Agora, podemos pôr o que quisermos no centro e a célula é enganada. Portanto, podemos mudar uma letra, podemos retirar letras, mas o mais importante é que podemos encaixar novo ADN, como se fosse um cavalo de Tróia.
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.
A CRISPR vai ser extraordinária, em termos do número de diferentes avanços científicos que vai catalisar. O que é especial nela é este sistema modular dirigido. Quero dizer, já há anos que estamos a meter ADN em organismos, certo? Mas por causa do sistema modular dirigido podemos na verdade pô-lo exactamente onde queremos.
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,
O que acontece é que se fala muito sobre o facto de ser barato e ser fácil. Eu estou à frente de um laboratório comunitário. Começo a receber e-mails de pessoas que dizem coisas como:
"Hey, can I come to your open night and, like, maybe use CRISPR and engineer my genome?"
“Olhem, posso ir à vossa noite aberta "e, tipo, se calhar usar a CRISPR e fazer engenharia no meu genoma?”
(Laugher)
(Risos)
Like, seriously.
A sério.
I'm, "No, you can't."
E eu dizia: "Não, não pode".
(Laughter)
(Risos)
"But I've heard it's cheap. I've heard it's easy."
“Mas dizem que é barato. Dizem que é fácil”.
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.
Vamos explorar um pouco isto. É mesmo assim tão barato? Sim, é barato em termos comparativos. Baixa o custo dos materiais normais de uma experiência de milhares de dólares para centenas de dólares, e também reduz grande parte do tempo. Pode reduzi-lo de semanas para dias. Isso é óptimo. Ainda é preciso um laboratório profissional para trabalhar; não vamos fazer nada com significado fora de um laboratório profissional. Quero dizer, não liguem a ninguém que diga que podem fazer este tipo de coisa na vossa mesa da cozinha. Na verdade não é fácil fazer este tipo de trabalho. Já para não falar no facto de haver uma batalha de patentes, portanto, mesmo que inventem alguma coisa, o Instituto Broad e a Universidade de Berkeley têm esta batalha de patentes. É realmente fascinante ver isto a acontecer, porque estão a acusar-se um ao outro de reivindicações fraudulentas e depois têm pessoas a dizer: “Bem, eu assinei o meu caderno aqui ou além”. Isto vai demorar anos a resolver. E quando estiver resolvido podem apostar que vão ter de pagar a alguém uma licença bem choruda para utilizar isto. Então, é mesmo assim tão barato? Bem, é barato se formos fazer investigação básica e tivermos um laboratório.
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.
E a parte de ser fácil? Vamos ver essa alegação. O diabo está sempre nos pormenores. Na verdade, não sabemos assim tanto sobre as células. Ainda são uma espécie de caixas negras. Por exemplo, não sabemos porque é que alguns ARN guias funcionam mesmo bem e outros ARN guias não. Não sabemos porque é que algumas células querem ir por uma via de reparação e outras preferem optar pela outra.
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.
Além disso, há o problema inicial de colocar o sistema no interior da célula. Numa placa de Petri, não é muito difícil, mas se tentarmos fazer isto num organismo completo, torna-se bastante complicado. Não há problema se usarmos sangue ou medula óssea — que são alvo de imensa investigação agora.
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?
Há uma história fantástica de uma menina que salvaram da leucemia colhendo o sangue, editando-o e devolvendo-o com uma precursora da CRISPR. É uma linha de investigação que será continuada. Mas neste momento, para passar para o corpo todo, provavelmente vamos ter de usar um vírus. Pegamos no vírus, colocamos a CRISPR, deixamos o vírus infectar a célula. Mas agora temos este vírus à solta lá dentro e não sabemos quais serão os efeitos a longo prazo. Além disso, a CRISPR tem alguns efeitos colaterais, uma percentagem muito baixa, mas estão lá. Qual será o impacto disso ao longo do 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.
Estas perguntas não são triviais e há cientistas que estão a tentar resolvê-las e irão acabar, esperemos, por resolvê-las. Mas não é só ligar e usar, nem nada que se pareça. Será mesmo assim tão fácil? Se passarem alguns anos a tentar percebê-lo no vosso sistema em particular, sim, é.
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.
O outro aspecto é o facto de não sabermos muito sobre como fazer acontecer uma determinada coisa, alterando locais em particular do genoma. Ainda estamos muito longe de perceber como dar asas a um porco, por exemplo. Ou até uma perna extra — eu contentava-me com uma perna extra. Isso era fixe, não era? Mas o que está a acontecer é que a CRISPR está a ser usada por milhares e milhares de cientistas para fazer trabalho realmente muito importante, como, por exemplo, fazer melhores modelos de doenças em animais, ou seguir vias que produzam produtos químicos valiosos e colocá-los na produção industrial e em cubas de fermentação, ou mesmo fazer investigação muito básica sobre o que os genes fazem.
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.
Esta é a história da CRISPR que devíamos estar a contar, e eu não gosto que os aspectos mais vistosos da tecnologia estejam a afogar tudo o resto. Muitos cientistas fizeram muito trabalho para fazer a CRISPR acontecer, e o que me interessa é que estes cientistas estejam a ser apoiados pela nossa sociedade.
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.
Pensem nisso. Temos uma infra-estrutura que permite a uma certa percentagem de pessoas passarem todo o seu tempo a fazer investigação. Isso faz de nós todos os inventores da CRISPR e eu diria que faz de nós os pastores da CRISPR. Todos temos responsabilidade.
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.
Apelo, portanto, a que aprendam realmente sobre estes tipos de tecnologias porque, realmente, só dessa forma é que vamos conseguir orientar o desenvolvimento destas tecnologias a utilização destas tecnologias e garantir que, no final, o resultado é positivo — quer para o planeta, quer para nós.
Thanks.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)