So, has everybody heard of CRISPR? I would be shocked if you hadn't.
Har alla hört talas om CRISR? Jag hade blivit chockad om ni inte gjort det.
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?
Detta är en teknik - den är till för att redigera gener - och den är så mångsidig och så kontroversiell att den ger upphov till alla sorters verkligt intressanta samtal. Ska vi återskapa den ulliga mammuten? Ska vi redigera mänskliga embryon? Och min personliga favorit: Hur kan vi rättfärdiga att radera ut en hel art som vi anser vara skadlig för människan från hela jorden, med hjälp av den här tekniken?
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.
Den här sortens vetenskap utvecklas mycket snabbare än de reglerande mekanismerna som styr den. Så, under de senaste sex åren, har jag gjort det till min personliga uppgift att säkerställa att så många människor som möjligt förstår den här sortens tekniker och vad de innebär.
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.
CRISPR har blivit en stor mediehype, och de ord som oftast används är "lätt" och "billigt." Så det jag vill göra är att gå lite mer på djupet och titta på några av myterna och sanningarna kring 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.
Om du använder CRISPR på ett genom, så måste du först skada DNA:t. Skadan i form av ett dubblelsträngsbrott genom dubbelhelixen. Och sen sätter cellens reparationssystem in, och sen övertygar vi dessa reparationsmekanismer att göra de ändringar som vi vill ha, och inte en naturlig reparation. Det är så det fungerar. Det är ett tvådelat system. Du har ett Cas9-protein och något som kallas ett guideRNA. Jag tänker på det som en guidad missil. Så, Cas9 - jag älskar att dra mänskliga paralleller så CAs9 är en sorts Pac-Man-grej som vill tugga i sig DNA, och guideRNA är det koppel som håller det borta från genomet tills det hittar exakt rätt plats där det passar in. Och kombinationen av dessa två kallas CRISPR. Det är ett system som vi tagit från ett uråldrigt bakteriellt immunsystem.
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.
Det fantastiska med det är att guideRNA:t med endast 20 baser, är det som hittar rätt i systemet. Detta är verkligen enkelt att konstruera, och det är billigt att köpa. Så detta är den delen som man varierar i systemet; allting annat är likadant. Detta gör det till ett anmärkningsvärt enkelt och kraftfullt system.
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.
GuideRNA:t och Cas9-proteinet, sammankopplade, studsar fram längs genomet, och när de hittar en plats som matchar guideRNA:t, så fogas det in mellan de två strängarna på dubbelspiralen, det sliter isär dem, det triggar Cas9-proteinet att klippa, och helt plötsligt, har man en cell i total panik eftersom det har en bit DNA som är trasigt.
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.
Vad gör den? Den sammankallar första hjälpen. Det finns två huvudsakliga reparationssätt. Det första tar bara DNA:t och föser ihop de två bitarna igen. Det är inte ett särskilt effektivt system, för ibland faller en bas bort eller en bas läggs till. Det är ett ok sätt att kanske slå ut en gen, men det är inte så som vi vill göra genredigeringar.
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.
Det andra reparationssättet är betydligt mer intressant. Med detta reparationssätt tar man en homolog bit av DNA:t och tänk på att i diploida organismer, som människor, har vi en genuppsättning från vår mamma och en från vår pappa, så ifall en skadas, används den andra för att reparera den. Så det är detta som används. Reparationen görs, och nu är genomet säkrat igen.
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.
Vi kan kapa detta genom att, tillsätta en bit falskt DNA, en bit som är homolog i de båda ändarna med annorlunda på mitten. Så nu kan du placera vad du vill i mitten och cellen blir lurad. Så du kan ändra en kvävebas, du kan ta bort kvävebaser, men det viktigaste är att du kan stoppa in nytt DNA i den, ungefär som en Trojansk häst.
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 kommer att bli fantastiskt, med tanke på antalet av olika vetenskapliga framsteg som den kommer att katalysera. Det som är så speciellt är det modulära målsökande systemet. Jag menar, vi har skyfflat in DNA i organismer i flera år, eller hur? Men på grund av det modulära målsökande systemet, kan vi faktiskt sätta in det exakt där vi vill.
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,
Nu är det så att det talas en massa om att det är billigt och att det är enkelt. Jag driver ett offentligt laboratorium. Jag har börjat få email från människor som säger saker som,
"Hey, can I come to your open night and, like, maybe use CRISPR and engineer my genome?"
"Hallå, kan jag komma till ert öppet hus-kväll och liksom, kanske använda CRISPR och ändra lite i mitt genom?
(Laugher)
(Skratt)
Like, seriously.
Liksom på allvar.
I'm, "No, you can't."
Jag säger "Nej det kan du inte."
(Laughter)
(Skratt)
"But I've heard it's cheap. I've heard it's easy."
"Men jag har hört att det är billigt och enkelt."
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.
Vi ska undersöka detta litegrann. Så, hur billigt är det? Visst, det är billigt i jämförelse. det kommer att pressa den genomsnittliga materialkostnaden från tusentals dollar till hundratals dollar, och det kortar tiden ordentligt. Den kan korta den från veckor till dagar. Det är fantastiskt. Man behöver fortfarande ett professionellt labb; man kan inte utföra någonting meningsfullt utanför ett professionellt labb. Jag menar, lyssna inte på någon som säger att du kan göra massor av olika saker vid ditt köksbord. Det är faktiskt inte lätt att utföra den här sortens arbete. För att inte tala om det patentkrig som pågår, så även om man uppfinner något är Broad Institute och UC Berkley i en stor patentkonflikt. Det är helt fascinerande att iaktta, eftersom de anklagar varandra för bedrägliga påståenden och sen har de folk som säger, "Jo, men jag signerade min anteckningsbok här eller där." Detta kommer inte att avgöras på flera år. Och när det gjort det, kan ni vara säkra på att tvingas betala en riktigt rejäl licensavgift för att få använda detta. Så, är det verkligen billigt? Det är billigt vid grundläggande forskning och ifall du har ett labb.
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.
Men är enkelt? Vi tittar på det påståendet. Det är som vanligt viktigt att vara noggrann. Vi vet helt enkelt inte så mycket om celler. De är fortfarande okänd mark. Till exempel, vet vi inte varför vissa guideRNA fungerar riktigt bra och andra guideRNA inte gör det. Vi vet inte varför vissa celler väljer det ena reparationssättet och några celler föredrar det andra.
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.
Och dessutom finns hela problematiken med att få in systemet i cellen till och börja med. I en petriskål är det inte så svårt, men om du försöker göra det med en hel organism, så blir det ganska knepigt. Det är ok om man använder något som blod eller benmärg - det forskas en massa kring det nu.
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?
Det finns en fantastisk historia om en flicka som de räddade från leukemi genom att ta ut blod, modifiera, och sätta tillbaks det med en föregångare till CRISPR. Det är forskningen som många kommer att ägna sig åt. Men där vi är idag, om man vill nå in till en hel kropp, måste man troligtvis använda ett virus. Så man tar viruset, sätter i CRISPR i det, låter viruset infektera cellen, Men nu har man det här viruset där, och vi vet inte vilken långtidspåverkan det har. Dessutom har CRISPR några perifera effekter, ytterst små, men de finns där. Vad kommer att hända på sikt med detta?
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.
Detta är inga triviala frågor, och det finns forskare som försöker lösa dem, och de kommer nog lösas på sikt, får vi hoppas. Men det är inte bara att tuta och köra, inte på långa vägar. Så, är det verkligen enkelt? Om du ägnar några års arbete med att undersöka just ditt system, så är det det.
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.
Men å andra sidan, vi vet inte riktigt så mycket om hur man får en speciell sak att hända genom att ändra speciella platser i genomet. Vi är långt ifrån att lista ut hur vi till exempel ger en gris vingar. Eller ens ett extra ben - jag skulle nöja mig med det. Det hade varit häftigt, eller hur? Men det som händer är att CRISPR används av tusentals forskare för att utföra verkligt viktigt arbete som att göra sjukdomsmodeller i djur till exempel, eller för att ta system som producerar värdefulla kemikalier och få in dessa i industriell produktion i jäsningstankar, eller ens att göra grundläggande forskning kring vad gener gör.
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.
Detta är de historier om CRISPR som vi borde berätta om, och jag gillar inte att de spektakulära aspekterna av det hela dränker allt det andra. Många forskare gjorde en massa jobb för att få fram CRISPR, och det som intresserar mig är att dessa forskare får stöd av samhället.
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.
Tänk på det. Vi har en infrastruktur som möjliggör att en viss procent av befolkningen ägnar hela sin tid åt att forska. Detta gör oss alla till uppfinnare av CRISPR, och det gör oss alla till väktare för CRISPR. Vi har alla ett ansvar.
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.
Så jag vädjar till er att verkligen lära er mer om den här sortens tekniker, eftersom det faktiskt är det enda sättet som vi kommer att kunna styra utvecklingen av dessa tekniker, användandet av dessa tekniker och försäkra oss om att det till slut blir ett positivt utfall för både planeten och oss.
Thanks.
Tack så mycket.
(Applause)
(Applåder)