The essence of being human is that we solve problems. And when we're faced with enormous problems like disease and climate change, we need to solve them by collaboration.
Resolver problemas forma parte de la naturaleza humana. Cuando nos enfrentamos a grandes problemas, como enfermedades o el cambio climático, colaboramos para resolverlos.
I'm excited to tell you about a new kind of collaboration that will absolutely create solutions to these big problems. It's a collaboration that's unexpected because it's between humans and the tiniest organisms that populate our planet: the bacteria and other microbes that live in, on and around us.
Es emocionante presentarles una nueva forma de colaboración que solucionará estos grandes problemas. Es una colaboración que nadie se imagina entre los humanos y los organismos más diminutos del planeta: las bacterias y microorganismos que viven en y alrededor de nosotros. A pesar de que las bacterias son minúsculas e imperceptibles,
Bacteria may be small and unseen, but they often have inspired transformative innovations, including the one that has become the cornerstone of my own research. Over the past decade, I've been at the forefront of developing a revolutionary technology called CRISPR that has come from the study of how bacteria fight viral infection. CRISPR is amazing because it allows us to precisely edit the DNA in living organisms, including in people and plants. With CRISPR, we can change, remove or replace the genes that govern the function of cells. This means that we now have the ability to use CRISPR like a word processor to find, cut and paste text.
muchas veces han inspirado innovaciones trascendentales, incluida la que se ha convertido en la piedra angular de mi investigación. Durante la última década, he trabajado en primera línea para desarrollar una tecnología revolucionaria llamada CRISPR. Surgió del estudio de cómo las bacterias combaten infecciones virales. La CRISPR es increíble. Nos permite modificar con precisión el ADN de seres vivos, incluidas personas y plantas. Con la CRISPR, se pueden cambiar, eliminar o reemplazar los genes que controlan el comportamiento celular. Es decir, podemos usar la CRISPR como un procesador de textos para buscar, cortar y pegar.
CRISPR, amazingly, has already cured people of devastating disorders like sickle cell disease, and it's created rice plants that are resistant to both diseases and drought. Incredible, right? But the next world-changing advance with CRISPR will actually come from using it in a way that will allow us to go to the next level by editing genes beyond just in individual organisms. We now have the ability to use CRISPR to edit entire populations of tiny microbes, called microbiomes, that live in and on our bodies.
Con la CRISPR ya se han curado terribles enfermedades, como la anemia drepanocítica. Y se han creado arrozales resistentes a enfermedades y sequías. ¿No es increíble? El próximo avance que cambiará el mundo a través de la CRISPR, será usarlo de manera que nos permita subir al siguiente nivel: modificaremos genes no solo en organismos individuales. Ahora podemos usar la CRISPR para modificar comunidades enteras de microbios, conocidas como microbiomas, que viven en nuestro cuerpo.
For decades, scientists studied bacteria one organism at a time, as if each type of bacteria behaved independently. But we now know that bacterial behaviors, both good and bad, result from their interactions within complex microbiomes. In humans, dysfunctional gut microbiomes are associated with diseases as diverse as Alzheimer's and asthma. And in farm animals, microbiomes produce methane, a powerful contributor to climate change. But when they're healthy, both human and animal microbiomes can actually prevent disease and reduce methane emissions. So to harness these benefits, we need a way to precisely and reproducibly control these microbial communities.
Por décadas, los científicos han estudiado cada organismo por separado, como si el comportamiento de cada bacteria fuera independiente. Pero sabemos que el comportamiento bacteriano, ya sea bueno o malo, es resultado de las interacciones con los microbiomas. En los humanos, el microbioma intestinal disfuncional se asocia con diversas enfermedades que van desde el Alzheimer hasta el asma. En animales de granja, los microbiomas producen metano, que afecta gravemente al cambio climático. Pero si los microbiomas son funcionales, tanto en animales como en humanos, pueden prevenir problemas de salud y reducir las emisiones de metano. Para aprovechar estos beneficios, tenemos que controlar de forma precisa y reproductiva estas comunidades microbianas.
So why have microbiomes been difficult to control in the past? It turns out that microbiomes are very complex, and they're difficult to manipulate. Antibiotics affect the entire microbiome and their overuse can lead to drug resistance. Diet and probiotics are nonspecific and they're often ineffective. Fecal transplants face various challenges to both effectiveness and acceptance.
¿Por qué era difícil controlar los microbiomas en el pasado? Resulta que los microbiomas son muy complejos y difíciles de manejar. Los antibióticos afectan a todo el microbioma. Su uso excesivo puede provocar farmacorresistencia. La dieta y los probióticos son imprecisos y suelen ser ineficaces. Los trasplantes fecales presentan retos tanto en eficacia como en aceptación.
(Laughter)
(Risas)
But with CRISPR, we have a tool that works like a scalpel. It allows us to target a particular gene in a particular kind of cell. With CRISPR, we can change one kind of bacterium without affecting all the others.
Pero la CRISPR es una herramienta que funciona como un escalpelo. Nos permite fijar como objetivo un gen en concreto en una célula específica. Con la CRISPR, podemos cambiar un tipo de bacteria sin afectar todas las demás.
Another challenge is that less than one percent of the world’s microbial species have been grown and studied in the lab. Fortunately, we can now access the other 99 percent due to the pioneering research of my colleague, Jill Banfield, and her breakthrough technology, metagenomics, which is a tool that allows us to figure out what species are present and what they're doing in a microbial community. Metagenomics creates a detailed blueprint of a complex microbiome, and that means that we can use it to figure out how to use gene editing tools in the right gene, in the right organism.
Otro desafío es que menos del 1 % de microorganismos del mundo se han desarrollado y estudiado en los laboratorios. Por suerte, ahora podemos acceder al 99 % restante gracias al estudio pionero de mi compañera Jill Banfield y su tecnología innovadora, la metagenómica. A través de esta herramienta, averiguamos qué especies están presentes y cómo se comportan dentro de la comunidad microbiana. La metagenómica crea un plano detallado de un microbioma complejo. Lo que significa que podemos usarla para determinar cómo usar las herramientas de modificación genética en el gen adecuado y en el organismo adecuado.
You might be wondering how we can take this new knowledge and harness it to solve real world problems. Well, we're bringing together these two breakthrough technologies, metagenomics and CRISPR, to create a brand new field of science called precision microbiome editing. This will allow us to discover links between dysfunctional microbiomes and disease or greenhouse gas emissions. We can develop modified and improved microbiome editors and show that they're safe and effective. And we can then begin to deploy these optimized solutions to create the kinds of solutions that will be transformative in the future.
Se preguntarán cómo aprovecharemos este nuevo descubrimiento para resolver problemas del mundo real. Vamos a unificar estas nuevas tecnologías; la metagenómica y la CRISPR. Y crearemos un nuevo ámbito científico: la edición precisa del microbioma. Esto nos permitirá descubrir la relación entre los microbiomas disfuncionales y las enfermedades o las emisiones de gases de efecto invernadero. Mejoraremos las herramientas para la edición microbiana para mostrar que son seguros y eficaces. Y, entonces, comenzaremos a utilizar estas herramientas optimizadas para dar con el tipo de soluciones que transformarán el futuro.
So how does this affect our health and the health of our planet? We know the poorest countries and people are the most affected by climate change, and it's a problem created by the wealthiest people. And methane is a big part of the problem. It's been a major contributor to rising global temperatures since preindustrial times. Specific microbiome compositions in livestock can actually reduce methane emissions by up to 80 percent. But doing that today currently requires daily interventions at enormous expense, and it just doesn't scale.
¿Cómo afecta esto a nuestra salud y a la del planeta? Los países y personas más pobres son los más afectados por el cambio climático. Problema que han creado los más ricos. Y el metano es una gran parte del problema. Ha influido en el aumento de la temperatura global desde la era preindustrial. Con ciertas composiciones microbianas de la ganadería se pueden reducir las emisiones de metano hasta en un 80 %. Hacer eso hoy en día requiere intervenciones diarias a un enorme coste. No es factible.
But with precision microbiome editing, we have an opportunity to modify a calf's microbiome at birth, limiting that animal's impact on the climate for its entire lifetime. And this is beneficial for farmers because reduced methane production means more efficient conversion of feed into food. Importantly, these tools can be used in the future to reduce methane emissions from other sources, like landfills, wastewater and rice paddies. Ultimately, microbiomes generate up to two-thirds of all of the methane emissions globally. So our technology could really move the needle in our fight against climate change.
Pero la edición precisa del microbioma nos brinda la oportunidad de modificar el microbioma de un ternero al nacer. Y limitar así el impacto del animal sobre el clima para el resto de su vida. Trae beneficios a los agricultores porque se reduce la producción de metano y eso se traduce en un aumento del índice de conversión alimenticia. Además, estas herramientas se pueden utilizar en un futuro para reducir las emisiones de metano de otras fuentes. Como vertederos, aguas residuales y arrozales. Por último, los microbiomas generan hasta dos tercios de la emisión de metano total a nivel mundial. Por tanto, nuestra tecnología podría marcar la diferencia en la lucha contra el cambio climático.
In human health, asthma affects up to 300 million people around the world, a number that grows by 50 percent each decade, and it disproportionately affects lower-income children. Our team has identified a promising link between a molecule produced in the gut microbiome and asthma development. With precision microbiome editing, we could offer a child at risk for asthma a noninvasive therapy that would eliminate asthma-inducing molecules, changing her life trajectory. And what's really exciting is that these same approaches in the future could help us treat or even prevent human diseases that are linked to the gut microbiome, including obesity, diabetes and Alzheimer's.
Respecto a la salud mundial, el asma afecta a más de 300 millones de personas. La cantidad de casos aumenta sobre un 50 % cada década. Y afecta de manera desproporcionada a los niños con rentas más bajas. Nuestro equipo ha identificado una relación entre una molécula producida por el microbioma intestinal y el desarrollo del asma. Con la edición precisa del microbioma, podemos dar un tratamiento no invasivo a niños con riesgo de asma para destruir las moléculas que inducen asma y cambiar sus vidas. Lo realmente asombroso es que estos métodos podrían ayudarnos en un futuro a curar o prevenir enfermedades que estén relacionadas con el microbioma intestinal. Hablo de la obesidad, la diabetes o el Alzheimer.
I think it’s fascinating that we can now use CRISPR to edit the same tiny organisms that gave us CRISPR. In doing so, we’re collaborating with the ultimate partner: nature. Together, we can use CRISPR-powered precision microbiome editing to build a more resilient future for all of us.
Es fascinante que podamos usar la CRISPR para modificar los mismos microorganismos que nos brindó esta tecnología. Al hacerlo, colaboramos con nuestra asociada por excelencia: la naturaleza. Juntos, podemos usar la CRISPR para la edición microbiana. Y, así, construir un futuro más resiliente para todos y todas.
Thank you very much.
Muchísimas gracias.
(Applause)
(Aplausos)