So, has everybody heard of CRISPR? I would be shocked if you hadn't.
Vocês já ouviram falar do sistema CRISPR? Plateia: Sim! Eu ficaria chocada se a resposta fosse 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 para a edição de genoma tão versátil e controversa que está gerando discussões muito interessantes. Devemos trazer de volta o mamute-lanoso? Devemos personalizar um embrião humano? E o meu favorito: como justificar a extinção de uma espécie que consideramos perigosa para os humanos, eliminá-la da Terra, usando essa 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.
Esse tipo de ciência avança muito mais rápido do que os mecanismos legais que a regulam. E assim, nos últimos seis anos, assumi como missão pessoal garantir que o maior número possível de pessoas entenda esses tipos de tecnologia e 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.
O sistema CRISPR tem aparecido massivamente na mídia, e as palavras mais usadas são "fácil" e "barato". Mas eu quero me aprofundar um pouco nisso e analisar alguns mitos e verdades a respeito do sistema 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 você está tentando usar o CRISPR no genoma, a primeira coisa a fazer é danificar o DNA. O dano consiste na quebra da dupla vertente ao longo da dupla hélice. Em seguida, inicia-se o processo de reparo da célula, e nós convencemos esses processos de reparo a fazer a edição que quisermos, e não a natural. É assim que funciona. É um sistema de duas partes. Você tem a proteína Cas9 e algo chamado de RNA guia. Penso nisso como se fosse um míssil teleguiado. A Cas9, eu adoro antropomorfizar, a Cas9 é tipo aquele Pac-Man, e quer engolir o DNA, e o RNA guia é a corrente que o mantém longe do genoma até que ele ache o momento exato para se encaixar. A combinação dos dois é chamada de CRISPR. É um sistema que roubamos de um antiquíssimo sistema imunológico bacteriano.
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.
O mais incrível de tudo isso é que o RNA guia, apenas 20 letras dele, bastam para que o evento aconteça. Isso é muito fácil de projetar, e muito fácil de comprar. Essa é a única parte modular do sistema, o restante continua igual. Esse é um sistema notavelmente fácil e poderoso de se usar.
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 RNA guia e a proteína Cas9 formam um complexo que vai saltando pelo genoma, e quando eles encontram um ponto em que o RNA pode se combinar, ele se insere entre as duas vertentes da dupla hélice, rompe a ligação, e isso estimula a proteína Cas9 a se cortar, e, de uma hora pra outra, você tem uma célula em pânico por estar com um fragmento do seu DNA quebrado.
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 ela faz? Recorre aos seus socorristas. Existem dois grandes mecanismos de reparo. O primeiro junta os dois fragmentos do DNA novamente. Esse não é um sistema muito eficiente, porque pode acontecer de uma base se soltar ou ser adicionada. É uma boa forma de, talvez, eliminar um gene, mas não é a forma que realmente queremos usar na 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.
O segundo mecanismo de reparo é bem mais interessante. Esse mecanismo de reparo pega um fragmento homólogo de DNA. E percebam que, em organismos diploides como os humanos, temos uma cópia do genoma da nossa mãe e outra do nosso pai; se uma for danificada, pode usar o outro cromossomo para reparar o dano. É daí que vem todo o processo. O reparo é feito, e o genoma está protegido novamente.
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 maneira de burlar isso é inserir um fragmento falso de DNA, que seja homólogo nas duas extremidades, mas diferente no meio. Agora você pode colocar o que quiser no meio e a célula será enganada. Você pode mudar uma letra, ou subtrair letras, mas o mais importante: você pode inserir DNA novo ali, como se fosse um cavalo de 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.
A CRISPR será algo fantástico pelo número de diferentes avanços científicos que irá catalisar. O mais especial disso é o sistema de alvo modular. Quero dizer, estamos empurrando DNA nos organismos há anos, certo? Mas graças a esse sistema de alvo modular, podemos colocá-lo exatamente 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,
Há muita discussão sobre isso ser barato e ser fácil. Eu coordeno um laboratório comunitário. E estou começando a receber e-mails de pessoas que dizem coisas do tipo:
"Hey, can I come to your open night and, like, maybe use CRISPR and engineer my genome?"
"Ei, posso ir aí no meio da noite e, talvez, usar o CRISPR para trabalhar no meu genoma?"
(Laugher)
(Risos)
Like, seriously.
É sério.
I'm, "No, you can't."
Eu digo: "Não, você não pode".
(Laughter)
(Risos)
"But I've heard it's cheap. I've heard it's easy."
"Mas eu ouvi dizer que é barato, 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 falar um pouco sobre isso. Bom, quão barato é? Sim, é barato se formos comparar. Faz com que o custo médio de material para o experimento passe de milhares de dólares para centenas de dólares, e diminui o tempo de trabalho também. Pode passar de semanas para dias. Isso é ótimo. Ainda é preciso um laboratório profissional para trabalhar nisso. Você não fará nada muito significativo fora de um laboratório profissional. Não levem a sério alguém que diz que é possível fazer isso na mesa da cozinha. Não é nada fácil fazer esse tipo de trabalho. E há uma batalha de patentes acontecendo, então mesmo se você inventar algo, o Instituto Broad e a Universidade de Berkeley estão na briga pela patente. É fascinante ver isso acontecer, porque um está acusando o outro de alegações fraudulentas, e eles têm pessoas que dizem: "Bem, eu assinei o meu caderno de notas aqui e ali". Isso ficará se arrastando por anos. E quando for resolvido, garanto que você irá pagar uma robusta taxa de licença para usar isso. Então, é realmente barato? Bem, é barato se você fizer pesquisa básica e tiver 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 sobre ser fácil? Vamos ver essa alegação. O diabo está sempre nos detalhes. Nós não sabemos muito sobre células. Elas ainda são caixas-pretas. Por exemplo, não sabemos porque alguns RNAs guias funcionam muito bem e outros RNAs guias não. Não sabemos porque algumas células fazem reparos de um jeito e algumas células fazem de outro.
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 todo o problema em colocar o sistema dentro da célula antes de qualquer coisa. Em uma placa de Petri não é difícil, mas se você tentar fazer isso no organismo, fica mais complicado. Não tem problema usar algo como sangue ou medula óssea, esse é o foco de muita pesquisa feita atualmente.
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 muito legal de uma garotinha que foi salva da leucemia ao tirarem seu sangue, editá-lo, e colocá-lo de volta com um precursor do CRISPR. E essa é uma linha de pesquisa que pessoas irão seguir. Mas hoje, se você quiser entrar no corpo todo, provavelmente será preciso usar um vírus. Você pega o vírus, coloca o CRISPR nele, e deixa o vírus infectar a célula. Mas agora você tem esse vírus lá dentro, e não sabemos quais os efeitos disso a longo prazo. Além disso, o CRISPR possui "efeitos fora do alvo", uma porcentagem bem pequena, mas estão lá. O que irá acontecer ao longo do tempo com isso?
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.
Essas não são perguntas triviais, e há cientistas que estão tentando respondê-las, e eles irão, um dia, respondê-las. Mas isso não é nada simples, nem de longe. Então, é fácil mesmo? Bem, se você passa alguns anos trabalhando no seu próprio sistema, sim, é fácil.
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.
Mas a questão é: não sabemos muito sobre como fazer algo particular acontecer ao mudarmos pontos específicos do genoma. Estamos muito longe de descobrir como dar asas a porcos, por exemplo. Uma perna a mais e eu já ficaria satisfeita. Isso seria legal, certo? Mas o que está acontecendo é que o CRISPR está sendo usado por milhares e milhares de cientistas para realizar um trabalho muito importante, por exemplo, fazer melhores modelos de doenças em animais, ou escolher caminhos que levaram à produção de produtos químicos valiosos, produzidos industrialmente em tanques de fermentação, e até mesmo a pesquisa básica, que estuda o funcionamento dos genes.
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.
É essa a história do CRISPR que deveríamos estar contando, e eu não gosto de saber que aspectos chamativos do processo estejam comprometendo tudo isso. Muitos cientistas trabalharam intensamente para fazer o CRISPR acontecer, e o que acho interessante nisso é que esses cientistas estão sendo 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 infraestrutura que permite que uma certa parcela da população use todo seu tempo em pesquisa. Isso faz com que todos sejam inventores do CRISPR, e eu diria que faz todos serem os pastores do 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.
Por isso eu peço que vocês aprendam sobre esses tipos de tecnologias porque, de verdade, é apenas assim que poderemos encaminhar o desenvolvimento dessas tecnologias, o uso dessas tecnlogias e garantir que, no final, tenhamos um resultado positivo tanto para o planeta quanto para nós.
Thanks.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)