So, has everybody heard of CRISPR? I would be shocked if you hadn't.
มีใครเคยได้ยินเกี่ยวกับเรื่อง CRISPR บ้างคะ ฉันคงจะตกใจถ้าคุณไม่เคยได้ยินมาก่อน
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?
มันเป็นเทคโนโลยี มันมีไว้สำหรับการปรับแต่งจีโนม และมันยังมีประโยชน์ที่หลากหลาย และยังทำให้เกิดความโต้แย้งมากมาย และมันก่อให้เกิด การสนทนาที่น่าสนใจทั้งหลาย เราควรที่จะนำแมมมอธขนดกกลับมาหรือไม่ เราควรที่จะปรับแต่ง ตัวอ่อนของมนุษย์หรือเปล่า และที่ส่วนตัวฉันชอบก็คือ เราจะตัดสินใจกำจัดสายพันธุ์ ที่เราคิดว่าเป็นอันตรายต่อมนุษย์ ให้หมดไปจากโลกของเรา ได้อย่างไร โดยใช้เทคโนโลยีนี้
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.
นี่เป็นประเภทของวิทยาศาสตร์ ที่กำลังก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว ไปเร็วเสียยิ่งกว่ากลไกที่ใช้ควบคุมมัน และดังนั้น ในหกปีที่ผ่านมา ฉันได้ปฏิบัติภาระกิจ ในการสร้างความมั่นใจว่า จะทำให้ผู้คนมากที่สุด เข้าใจเทคโนโลยีประเภทนี้ และการนำมันไปประยุกต์ใช้
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.
ทีนี้ CRISPR ได้เป็นประเด็น ในการโฆษณาทางสื่อมากมาย และคำที่ถูกใช้บ่อยที่สุดก็คือ "ถูก" และ "ง่าย" ฉะนั้น สิ่งที่ฉันอยากทำก็คือ เจาะลึกลงไปสักหน่อยในประเด็นนี้ และพิจารณาเรื่องลือเหล่านี้ และข้อเท็จจริงเกี่ยวกับ 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.
ถ้าคุณพยายามใช้เทคนิค CRISPR กับจีโนม สิ่งแรกเลยที่คุณจะต้องทำก็คือ ทำลายดีเอ็นเอ ความเสียหายนั้น มาในรูปแบบ ของการแยกสายคู่ ของเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ และจากนั้น กระบวนการซ่อมแซมระดับเซลล์ ก็จะเข้ามา และจากนั้น เราก็จะหวังว่า กระบวนการซ่อมแซมเหล่านั้น ก็ทำการแก้ไขในแบบที่เราต้องการ ไม่ใช่การปรับแต่งตามธรรมชาติ และนั่นก็คือการทำงานของมัน มันเป็นระบบที่มีอยู่สองส่วน คุณมีโปรตีน Cas9 และสิ่งที่เรียกว่าอาร์เอ็นเอตัวนำ (Guide RNA) ฉันอยากใหัคุณจินตนาการว่า มันเป็นเหมือนจรวดนำวิถี ฉะนั้น Cas9 -- ฉันชอบที่จะเปรียบเปรยนะคะ ฉะนั้น Cas9 จะเหมือนกับแพ็ก-แมน (Pac-Man) ที่อยากจะกินดีเอ็นเอ และอาร์เอ็นเอตัวนำก็เป็นแส้ ที่ค่อยไล่มันออกไปจากจีโนม จนกระทั่งมันพบกับจุดจำเพาะ ที่เข้ากันได้ และการรวมกันของสองสิ่งนี้ เรียกว่า CRISPR มันเป็นระบบที่เราขโมย มาจากระบบภูมิคุ้มกันโบร่ำโบราณ ของแบคทีเรีย
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.
ส่วนที่ทำให้มันน่าสนใจก็คือ อาร์เอ็นเอตัวนำนั้น มีตัวอักษรเพียง 20 ตัว และนั่นก็เป็นเป้าหมายของระบบ มันถูกออกแบบได้ง่ายมาก และยังซื้อมาได้ในราคาที่ไม่แพงอีกด้วย ฉะนั้น นั้นเป็นส่วนที่เป็นตัวควบคุม ในระบบนี้ สิ่งอื่น ๆ นอกจากนี้จะคงเดิม นั่นทำให้มันเป็นระบบที่ช่างง่ายดาย และทรงพลังอย่างยิ่ง
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.
อาร์เอ็นเอตัวนำและ Cas9 โปรตีนประกอบเข้าด้วยกัน กระโดดด้วยกันไปตามจีโนม และเมื่อมันพบกับจุดที่เข้ากันได้ กับอาร์เอ็นเอตัวนำ มันก็จะสอดเข้าไประหว่าง สองสายเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ และแยกมันออกจากกัน นั่นกระตุ้นให้โปรตีน Cas9 ตัด และทันใดนั้นเอง คุณก็จะได้เซลล์ที่ตกอกตกใจสุดขีด เพราะว่าตอนนี้ดีเอ็นเอของมันขาด
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.
จะทำอย่างไรกันดีล่ะนี่ มันเรียกผู้ตอบสนองแรกของมันมา มันมีวิถีการซ่อมแซมอยู่สองวิธีหลัก แบบแรกคือการนำดีเอ็นเอมา และปะมันกลับเข้าไปอยู่ด้วยกันอย่างเดิม ระบบนี้ไม่ค่อยจะมีประสิทธิภาพเท่าไร เพราะว่าสิ่งที่เกิดขึ้นก็คือ บางครั้ง มีเบสที่ขาดหายไป หรือมีเบสที่ถูกเติมเข้ามา มันเป็นวิธีทีใช้ได้ดี ตัวอย่างเช่น กับการน๊อคเอ้าท์ยีน แต่มันไม่ใช่วิธีที่เราต้องการจริง ๆ
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.
แบบที่สองของวิถีการซ่อมแซมนั้น น่าสนใจมากกว่ามาก ในวิถีการซ่อมแซมนี้ มันใช้ชิ้นส่วนของดีเอ็นเอ ที่เป็นโฮโมโลกัสกัน และในสิ่งมีชีวิตรูปแบบดิพลอย อย่างเช่นมนุษย์ เรามีจีโนมอยู่หนึ่งชุดจากพ่อ และอีกชุดหนึ่งจากแม่ ฉะนั้น ถ้าชุดหนึ่งได้รับความเสียหาย มันสามารถใช้โครโมโซมอีกอันหนึ่ง ในการซ่อมแซมมัน ฉะนั้น นี่เป็นที่มาของมัน การซ่อมแซมเกิดขึ้น และตอนนี้ จีโนมก็ปลอดภัยอีกครั้ง
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.
วิธีการที่เราจะสามารถฉวยมาใช้ได้ ก็คือ เราสามารถป้อนชิ้นส่วนปลอม ๆ ของดีเอ็นเอให้กับมัน ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่เป็นโฮโมโลกัสกัน ในทั้งสองปลาย แต่แตกต่างกันในส่วนตรงกลาง ฉะนั้นตอนนี้ คุณสามารถนำเอา สิ่งใดก็ตามที่คุณต้องการ มาไว้ที่ตรงกลาง และเซลล์ก็จะถูกหลอก ฉะนั้น คุณจึงสามารถเปลี่ยนตัวอักษร คุณสามารถที่จะนำมันออกก็ได้ แต่ที่สำคัญทีสุด คุณสามารถยัดดีเอ็นเอใหม่เข้าไปได้ เหมือนกับม้าไม้เมืองทรอย
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 จะต้องเจ๋งอย่างแน่นอน ในเรื่องของความก้าวหน้า ทางวิทยาศาสตร์มากมาย ที่มันจะทำให้เกิดขึ้น สิ่งที่พิเศษสำหรับมันก็คือ ระบบการควบคุมเป้าหมายนี้ ฉันหมายถึง เราได้ปะดีเอ็นเอเข้าไป ในสิ่งมีชีวิตมาตั้งนานแล้ว ใช่ไหมคะ แต่เพราะว่าระบบเป้าหมายการควบคุม เราสามารถนำมันเข้าไปได้ ในจุดที่เราต้องการจริง ๆ
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,
ประเด็นก็คือ มีการพูดคุยกันมาก ว่ามันมีราคาถูก และทำได้ง่ายดาย และฉันเป็นผู้ดูแลสมาคมห้องทดลอง ฉันก็เริ่มที่จะได้อีเมลจากผู้คน ที่บอกกับเราว่า
"Hey, can I come to your open night and, like, maybe use CRISPR and engineer my genome?"
"นี่ ๆ ขอฉันไปงานเปิดบ้านคืนนี้ได้ไหม และแบบว่า ขอยืมใช้ CRISPR เพื่อวิศวกรรมจีโนมฉันสักหน่อยสิ"
(Laugher)
(เสียงหัวเราะ)
Like, seriously.
คือ เอาจริง ๆ นะ
I'm, "No, you can't."
ฉันแบบว่า "ไม่ได้ ทำแบบนั้นไม่ได้ค่ะ"
(Laughter)
(เสียงหัวเราะ)
"But I've heard it's cheap. I've heard it's easy."
"แต่ฉันได้ยินมาว่ามันถูกนี่นา แล้วก็ได้ยินมาว่ามันง่ายด้วย"
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.
เราลองจะมาสำรวจ เรื่องนี้กันสักหน่อย มันถูกแค่ไหนกันนะ ค่ะ มันถูกเมื่อเราเปรียบเทียบ มันกับอย่างอื่น ค่าใช้จ่ายสำหรับวัสดุในการทดลอง ก็อยู่ที่ระดับมาตราฐาน ประมาณหลักร้อยดอลลาร์ ถึงหลักพันดอลลาร์ และมันก็ช่วยประหยัดเวลามากเช่นกัน มันสามารถประหยัดเวลาหลายสัปดาห์ ลดลงมาอยู่ที่ไม่กี่วัน นั่นมันก็ดีค่ะ คุณยุ่งต้องการผู้เชี่ยวชาญในห้องทดลอง ในการทำงานนี้ คุณคงจะทำอะไรเป็นชิ้นเป็นอันไม่ได้ นอกห้องทดลองมืออาชีพ ฉันหมายถึง อย่าไปเชื่อใครก็ตามที่บอกว่า คุณสามารถทำอะไรพวกนี้ได้ ในห้องครัวของตัวเอง มันไม่ได้ง่ายดายขนาดนั้น นี่ยังไม่รวมถีง เรื่องสงครามสิทธิบัตรที่ยังไม่จบอีก ฉะนั้น แม้ว่าคุณจะประดิษฐ์อะไรขึ้นมาได้ สถาบันบอร์ด และยูซี เบิร์คลีย์ กำลังสู้กันเรื่องสิทธิบัตรอยู่ มันน่าสนใจมากที่เราเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นนี้ เพราะว่าพวกเขากล่าวหากันและกัน ในเรื่องการกล่าวอ้างที่หลอกลวง และจากนั้น ก็มีคนออกมาบอกว่า "ก็ ฉันเซ็นต์ชื่อของฉันไว้ ในสมุดบันทึกตรงนั้นตรงนี้" มันยังคงไม่จบสิ้นในเร็ว ๆ นี้ และเมื่อมันเป็นเช่นนี้ คุณรู้เลยว่า จะต้องจ่ายค่าธรรมเนียม อนุญาตใช้สิทธิจำนวนมหาศาล เพื่อที่จะได้ใช้สิ่งนี้ ฉะนั้น มันถูกจริง ๆ หรือ ค่ะ มันถูก ถ้าคุณกำลังทำงานวิจัยพื้นฐาน และคุณมีห้องทดลอง
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.
แล้วความสะดวกง่ายดายล่ะ ลองมาดูสิ่งที่เขากล่าวอ้างนี้กัน ปิศาจซ่อนอยู่ในรายละเอียดค่ะ เราไม่รู้เรื่องเซลล์มากจริง ๆ พวกมันเป็นเหมือนกล่องปริศนา ยกตัวอย่างเช่น เราไม่รู้ว่า ทำไมอาร์เอ็นเอตัวนำบางตัวถึงทำงานดี และบางตัวทำงานไม่ดี เราไม่รู้ว่าทำไมบางเซลล์ ทำไมถึงใช้วิถีการซ่อมแซมแบบหนึ่ง และบางเซลล์ก็ใช้วิธีอื่น
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.
นอกจากนั้น นั่นแหละคือปัญหา ของการนำระบบเข้าไปในเซลล์ ในตอนแรก ในจานทดลอง มันไม่ยากเท่าไรหรอก แต่ถ้าคุณพยายามใช้มันกับสิ่งมีชีวิต มันค่อนข้างที่จะซับซ้อน มันโอเคถ้าคุณใช้อะไรบางอย่าง เช่น เลือด หรือไขกระดูก สิ่งเหล่านี้เป็นเป้าหมาย ของงานวิจัยมากมายในปัจจุบัน
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?
มีเรื่องราวดี ๆ ของเด็กผู้หญิงคนหนึ่ง ที่ได้รับการรักษาจากโรคลิวคีเมีย โดยการนำเลือดออกมา แก้ไขมัน และนำมันกลับไป ด้วยสารตั้งต้นของ CRISPR และนี่เป็นแนวทางการวิจัย ที่คนกำลังทำกัน แต่ตอนนี้ ถ้าคุณอยากจะนำมันเข้าไปในร่างกาย คุณอาจต้องใช้ไวรัส ฉะนั้น คุณต้องนำไวรัสมา นำ CRISPR เข้าไปในนั้น และให้ไวรัสบุกเข้าไปในเซลล์ แต่ตอนนี้ คุณมีไวรัสอยู่ข้างในนั้น และไม่รู้ว่าผลในระยะยาวจะเป็นเช่นไร นอกจากนั้น CRISPR ยังมีผลนอกเป้าหมายอีกด้วย ในระดับที่ต่ำมาก ๆ แต่มันก็ยังมี มันจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป
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.
นี่ไม่ใช่คำถามเล็ก ๆ มีนักวิทยาศาสตร์ที่กำลังพยายามหาคำตอบ และหวังว่าพวกเขาก็กำลังที่จะได้คำตอบ แต่มันไม่ใช่อะไรที่แกะซองแล้วใช้ได้เลย แล้วมันง่ายจริง ๆ หรือ ค่ะ ถ้าคุณใช้เวลาสองสามปี ทำงานอยู่ในวงการนี้ล่ะก็ ค่ะ มันไม่ยากหรอก
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.
ทีนี้ อีกอย่างก็คือ เราไม่รู้จริง ๆ ว่าจะทำสิ่งเหล่านั้น ให้เกิดขึ้นจริง ๆ ได้อย่างไร โดยการเปลี่ยนแค่บางจุดของจีโนม เรายังห่างจากการค้นพบ ว่าจะทำให้หมูมีปีกได้อย่างไร หรือแม้แต่จะทำให้มีขาเพิ่มขึ้นอีกข้าง ฉันจะหยุดอยู่แค่นี้แล้วกัน นั่นคงจะเจ๋งใช่ไหมคะ แต่สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือ CRISPR กำลังถูกใช้ โดยนักวิทยาศาสตร์หลายพัน เพื่อใช้ทำงานที่สำคัญมาก ๆ เช่นสร้างสัตว์ทดลองที่ดีขึ้นกว่าเดิม หรือการนำวิถีที่ผลิตสารเคมีที่มีประโยชน์ ไปใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรม ในถังหมัก หรือแม้แต่ใช้ในงานวิจัยพื้นฐาน ว่ายีนต่าง ๆ ทำงานอย่างไร
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.
นี่คือเรื่องราวของ CRISPR ที่เราควรจะเล่าต่อ และฉันไม่ชอบเลย ที่ความใหม่ของมัน จะบดบังสำคัญเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาวิจัย เพื่อทำให้ CRISPR นำไปใช้งานได้จริง และสิ่งที่ฉันสนใจก็คือ นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ กำลังได้รับความช่วยเหลือจากสังคมของพวกเรา
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.
ลองนึกดูสิคะ เรามีโครงสร้างพื้นฐานที่ทำให้คนบางส่วน สามารถใช้เวลาทั้งหมดของพวกเขา ทำงานวิจัยได้ นั่นทำให้พวกเราทุกคน คือผู้ประดิษฐ์ CRISPR และฉันควรที่จะบอกว่า นั่นทำให้เราทุกคนเป็นผู้ชี้นำ CRISPR เราทุกคนมีส่วนรับผิดชอบ
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.
ฉะนั้นฉันอยากจะเชิญชวนให้พวกคุณ เรียนรู้จริง ๆ เกี่ยวกับเทคโนโลยีจำพวกนี้ เพราะว่า จริง ๆ แล้ว นี่เป็นเพียงหนทางเดียว ที่เราจะสามารถชี้นำ การพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้ การใช้เทคโนโลยีเหล่านี้ และมั่นใจได้ว่า ท้ายที่สุดแล้ว มันจะให้ผลลัพธ์ในทางที่ดี สำหรับทั้งโลกของเราและสำหรับเรา
Thanks.
ขอบคุณค่ะ
(Applause)
(เสียงปรบมือ)