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.
A esencia de ser humano é resolver problemas. E, cando nos enfrontamos a grandes problemas, como enfermidades ou o cambio climático, precisamos solucionalos colaborando.
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.
Entusiásmame presentarvos un novo tipo de colaboración que, sen dúbida, achegará solucións a estes problemas. É unha colaboración inesperada por ser entre humanos e os organismos máis pequenos do planeta: as bacterias e outros microbios cos que convivimos.
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.
Pode ser que as bacterias sexan pequenas e invisibles, pero teñen inspirado innovacións transformadoras, incluíndo a que se converteu no eixe fundamental da miña investigación. Levo máis dunha década á fronte do desenvolvemento dunha tecnoloxía revolucionaria, CRISPR, que xorde de estudar como as bacterias combaten infeccións virais. CRISPR é incrible porque nos permite editar con precisión o ADN nos seres vivos, mesmo en humanos e plantas. CRISPR permítenos cambiar, eliminar ou substituír os xenes que controlan as funcións das células, co que agora temos a capacidade de usar CRISPR como un procesador para buscar, cortar e pegar texto.
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.
Sorprendentemente, CRISPR xa curou persoas de trastornos devastadores como a enfermidade das células falciformes e creou plantas de arroz resistentes ás enfermidades e ás secas. Asombroso, verdade? Pero o seguinte avance revolucionario do CRISPR virá de forma que nos permita ir un paso máis alá, editando os xenes non só dun único organismo. Agora temos a capacidade de empregar CRISPR para editar poboacións enteiras de microbios diminutos, chamadas microbiomas, que viven connosco no noso corpo.
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.
Durante décadas, os científicos estudaron as bacterias unha a unha, como se cada tipo se comportase de forma independente. Hoxe sabemos que os comportamentos bacterianos, tanto bos coma malos, son o resultado da súa interacción dentro de complexos microbiomas. En humanos, os microbiomas intestinais disfuncionais asócianse con enfermidades tan diversas como o alzhéimer e a asma. En animais de granxa, os microbiomas producen metano, un importante contribuínte ao cambio climático. Pero, cando están sans, ambos microbiomas, humanos e animais, poden previr enfermidades e reducir as emisións de metano. Para aproveitar os beneficios, necesitamos unha forma precisa e reproducible de controlar estas comunidades de microbiota.
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 que xurdiron dificultades para controlar os microbiomas? Resulta que son moi complexos e difíciles de manipular. Os antibióticos afectan a todo o microbioma e o seu uso excesivo pode derivar na resistencia aos medicamentos. Os dietéticos e probióticos non son específicos e adoitan ser ineficientes. Os transplantes fecais supoñen un reto en efectividade e aprobación.
(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, co CRISPR, temos unha ferramenta que funciona coma un bisturí. Permítenos enfocarnos nun xene particular dun determinado tipo de célula. Co CRISPR podemos cambiar un tipo de bacteria sen afectar as demais.
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.
Outro reto é que menos do 1 % das especies de microbios do mundo se criaron e estudaron nun laboratorio. Afortunadamente, agora podemos acceder ao outro 99 % grazas á pioneira investigación da miña compañeira, Jill Banfield, e á súa revolucionaria tecnoloxía, a metaxenómica, unha ferramenta que nos permite saber que especies están presentes e cal é a súa función nunha comunidade de microbiota. A metaxenómica crea un plan minucioso dun microbioma complexo, co que a podemos empregar para descubrir como usar as ferramentas de edición de xenes no xene correcto, no organismo correcto.
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.
Pode que vos preguntedes como usar estes coñecementos para solucionar problemas reais. Pois ben, estamos a xuntar estas dúas tecnoloxías revolucionarias, a metaxenómica e o CRISPR, para crear un novo campo científico, chamado edición de microbioma precisa. Isto permitiranos descubrir relacións entre microbiomas disfuncionais e enfermidades ou emisións de gases de efecto invernadoiro. Podemos crear editores de microbioma modificados e mellorados e probar que son seguros e efectivos. Poderemos aplicar estas solucións optimizadas para crear as solucións que serán transformativas no 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.
Entón, como afecta isto á nosa saúde e á do noso planeta? Sabemos que os países e a xente máis pobres son os máis afectados polo cambio climático e que é un problema creado polos máis ricos, e que o metano é gran parte do problema. Vén sendo un gran contribuínte do aumento das temperaturas globais dende tempos preindustriais. Certas composicións de microbioma no gando poden reducir as emisións de metano ata un 80 %. Porén, hoxe iso implica intervencións diarias e grandes custos, e non sae rendible.
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 coa edición precisa do microbioma, temos a oportunidade de modificar o microbioma dun xato ao nacer e limitar o impacto dese animal no clima durante toda a súa vida. Isto é beneficioso para os granxeiros porque reducir as emisións de metano significa unha transformación de penso en alimento máis eficiente. E o que é máis importante: estas ferramentas poden usarse no futuro para reducir as emisións de metano doutras fontes, como vertedoiros, augas residuais e arrozais. En definitiva, os microbiomas causan ata dous terzos de todas as emisións de metano do mundo, polo que a nosa tecnoloxía podería cambiar o rumbo da nosa loita contra o 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.
Na saúde humana, a asma afecta ata a 300 millóns de persoas no mundo, un número que aumenta un 50 % cada década, e afecta, de maneira desproporcionada, a nenos de clase baixa. O equipo identificou unha conexión prometedora entre unha molécula producida no microbioma intestinal e a aparición da asma. Coa edición precisa do microbioma, poderiamos ofrecerlle a un neno con risco de sufrir asma unha terapia non invasiva que eliminaría as moléculas indutoras da asma e cambiar a súa vida. O realmente emocionante é que estes mesmos métodos, nun futuro, poderían axudarnos a tratar ou mesmo previr enfermidades humanas relacionadas co microbioma intestinal, incluíndo a obesidade, a diabetes e o alzhéimer.
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.
Penso que é fascinante como podemos usar CRISPR para editar os mesmos diminutos organismos que nos deron o CRISPR. Facendo iso, estamos a colaborar co socio definitivo: a natureza. Xuntos, podemos usar edición precisa de microbioma con CRISPR para construír un futuro máis resiliente para todos.
Thank you very much.
Moitas grazas.
(Applause)
(Aplausos)