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.
ماهیت انسان بودن اینست که ما مشکلات را حل میکنیم. و وقتی ما با مشکلات عظیم مواجه میشویم مثل بیماریها و تغییرات آب و هوا باید آنها را با همکاری هم حل کنیم.
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.
من هیجانزده هستم که در مورد نوع جدیدی از همکاری به شما بگویم که قطعاً راهحلهایی برای این مشکلات بزرگ ایجاد خواهدکرد. این یک همکاری غیرمنتظره هست چون که بین انسانها و ریزترین موجوداتی که سیاره ما را پر میکنند است: باکتریها و سایر میکروبهایی که در داخل، روی و اطراف ما زندگی میکنند.
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.
باکتری ممکن است کوچک باشد و دیده نشود، اما آنها اغلب نوآوریهای دگرگون کنندهای را موجب شدهاند، که از جمله یکی از آنها اساس تحقیق من شدهاست. در طول یک دهه گذشته، من در خط مقدم توسعه یک فناوری انقلابی به نام کریسپر بودم که از مطالعهی نحوهی مبارزه باکتریها با عفونت ویروسی بدست آمدهاست. کریسپر فوقالعاده است چون به ما اجازه میدهد DNA را به طور دقیق در موجودات زنده ویرایش کنیم، از جمله در انسان و گیاهان. با کریسپر ما میتوانیم ژنها را تغییر دهیم، حذف یا جابهجا کنیم که عملکرد سلولها را اداره میکند. این بدین معناست که ما اکنون این توانایی را داریم که از کریسپر مثل یک واژه پرداز جهت پیدا کردن، بریدن و چسباندن متن استفاده کنیم.
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.
کریسپر، به طرز شگفتانگیزی، افراد مبتلا به بیماریهای ویرانگر را درمان کردهاست مثل بیماری سلولهای داسی شکل، و گیاهان برنج ایجاد کرده که به هر دو عامل بیماریها و خشکسالی مقاوم هستند. باورکردنی نیست، درسته؟ اما پیشرفت بعدی با کریسپر که جهان را تغییر میدهد در واقع با استفاده کردن از آن در مسیری حاصل خواهدشد که آن به ما اجازه خواهدداد که به مرحله بعدی برویم بهوسیله ویرایش ژنها فراتر از موجود زنده. ما امروزه این توانایی را داریم که از کریسپر برای ویرایش کل جمعیت میکروبهای کوچک استفاده کنیم، که به آنها میکروبیوم میگوییم، که در داخل و بر روی بدن ما زندگی میکنند.
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.
برای دههها، دانشمندان باکتریهای یک موجود زنده را مطالعه کردند، انگار هر نوع از باکتری مستقل رفتار میکرد. اما امروزه ما میدانیم که رفتارهای باکتری هم خوب و هم بد، ناشی از تعاملات آنها با میکروبیومهای پیچیده است. در انسانها، میکروبیومهای رودهای ناکارآمد با بیماریهای گوناگونی مثل آلزایمر و آسم در ارتباط هستند. و در حیوانات مزرعه، میکروبیومها متان تولید میکنند، یک عامل قدرتمند در تغییرات آبوهوایی. اما وقتی آنها سالم هستند، میکروبیومهای انسان و حیوان در واقع میتوانند از بیماریها پیشگیری کنند و انتشار متان را کاهش دهند. بنابراین برای استفاده از این مزایا، ما به راهی برای کنترل دقیق و قابل تکرار این جوامع میکروبی نیاز داریم.
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.
پس چرا کنترل میکروبیومها در گذشته دشوار بود؟ معلوم میشود که میکروبیومها بسیار پیچیده هستند، و دستکاری آنها دشوار است. آنتیبیوتیکها بر روی کل میکروبیوم تأثیر میگذارند و مصرف بیش از اندازه آنها میتواند باعث مقاومت دارویی شود. رژیمغذایی و پروبیوتیکها اختصاصی نیستند و اغلب بیتأثیراند. پیوند مدفوع با چالشهای مختلفی از نظر اثر بخشی و پذیرش مواجه است.
(Laughter)
(صدای خنده)
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.
اما به کمک کریسپر، ما ابزاری داریم که مانند چاقوی جراحی عمل میکند. این به ما اجازه میدهد که یک ژن خاص را در نوع خاصی از سلول هدف قرار دهیم. با کریسپر ما میتوانیم یک نوع از باکتری را تغییر دهیم بدون اینکه بر روی بقیه تأثیر بگذاریم.
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.
چالش دیگر این است که کمتر از یک درصد گونههای میکروبی جهان در آزمایشگاه رشد کرده و مطالعه شدهاند. خوشبختانه، امروزه ما میتوانیم به ۹۹ درصد دیگر دسترسی داشتهباشیم باتوجه به تحقیقات پیشگام همکارم، جیل بنفیلد، و تکنولوژی پیشرفته او، متاژنومیکس، که ابزاری است که به ما اجازه میدهد بفهمیم چه گونههایی وجود دارند و چه کاری در یک جامعه میکروبی انجام میدهند. متاژنومیکس نقشهی کاملی از یک میکروبیوم پیچیده ایجاد میکند، و این بدین معناست که ما میتوانیم از آن استفاده کنیم تا بفهمیم چگونه از ابزارهای ویرایش ژنوم استفاده کنیم در ژن درست و در موجود مناسب.
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.
ممکن است شما کنجکاو باشید که چگونه میتوانیم این دانش جدید را بدست بیاوریم و آن را جهت حل کردن مشکلات دنیای واقعی مهار کنیم. خب، ما داریم این دو فناوری پیشرفته را کنارهم میآوریم، متاژنومیکس و کریسپر، جهت ایجاد یک حوزه علمی کاملاً جدید به نام ویرایش دقیق میکروبیوم. این به ما اجازه میدهد تا ارتباط بین میکروبیومهای ناکارآمد و بیماری یا انتشار گازهای گلخانهای را کشف کنیم. ما میتوانیم ویرایشگرهای میکروبیوم اصلاح شده و بهبود یافته را توسعه دهیم و نشان دهیم که ایمن و مؤثر هستند. و ما میتوانیم شروع به گسترش این راهحلهای بهینهشده کنیم جهت ایجاد راهحلهایی که در آینده دگرگونکننده خواهندبود.
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.
خب این چگونه بر سلامتی ما و سلامتی سیارهما تأثیر میگذارد؟ ما میدانیم که فقیرترین کشورها و مردمشان بیشتر تحتتأثیر تغییرات آبوهوایی هستند، و این مشکلی هست که توسط افراد ثروتمند ایجاد میشود. و متان بخش بزرگی از مشکل هست. این عامل مهمی در افزایش دمای کره زمین بوده از زمان قبل صنعتی شدن. ترکیبات خاص میکروبیوم در دام در واقع میتواند انتشار متان را تا ۸۰ درصد کاهش دهد. اما انجام این کار در حال حاضر نیاز به مداخلههای روزانه با هزینههای زیاد دارد، و قابل اندازهگیری نیست.
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.
اما با ویرایش دقیق میکروبیوم، ما این فرصت را داریم که میکروبیوم گوساله را در بدو تولد اصلاح کنیم، محدود کردن تأثیر آن حیوان بر آبوهوا در تمام طول عمرش. و این برای کشاورزان مفید است چون کاهش تولید متان به معنای تبدیل کارآمدتر خوراک (غذای دام) به موادغذایی است. مهمتر از همه، این ابزارها میتوانند در آینده مورد استفاده قرار بگیرند تا انتشار متان از منابع دیگر را کاهش دهند، مثل محل دفن زباله، فاضلاب و شالیزارهای برنج. در نهایت، میکروبیومها تا دو سوم از کل انتشار متان در سطح جهان را تولید میکنند. بنابراین تکنولوژی ما میتواند واقعاً تأثیر مهمی در مبارزه ما با تغییرات آبوهوایی بگذارد.
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.
در سلامت انسان، آسم تا ۳۰۰ میلیون نفر را در سرتاسر جهان تحتتأثیر قرار میدهد، عددی که هر دهه ۵۰ درصد رشد میکند، و این به نسبت بیشتر بر کودکان فقیرتر تأثیر میگذارد. تیم ما یک ارتباط امیدوارکننده را شناسایی کرده بین مولکولی که در میکروبیوم روده تولید میشود و توسعه(پیشرفت) آسم. با ویرایش دقیق میکروبیوم، ما میتوانیم به کودکی که درمعرض خطر ابتلا به آسم است پیشنهاد یک درمان غیرتهاجمی را بدهیم که آن مولکولهای القا کننده آسم را از بین میبرد، و تغییر مسیر زندگی اش. و چیزی که واقعاً هیجانانگیز است این است که همین رویکردها در آینده میتوانند به ما در درمان و یا حتی جلوگیری از بیماریهای انسانی که با میکروبیوم روده مرتبط هستند کمک کند، از جمله چاقی، دیابت و آلزایمر.
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.
من فکر میکنم این بسیار جالب است که اکنون میتوانیم از کریسپر برای ویرایش همان موجودات ریزی که به ما کریسپر دادهاند، استفاده کنیم. در انجام این کار، ما با شریک نهایی همکاری میکنیم: طبیعت. باهم میتوانیم از ویرایش دقیق میکروبیوم مبتنی بر کریسپر استفاده کنیم برای ساختن آیندهای بهتر برای همه ما.
Thank you very much.
خیلی ممنون.
(Applause)
(صدای تشویق)