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.
Сущность человека заключается в том, что мы решаем проблемы. И когда мы сталкиваемся с огромными проблемами вроде болезни и изменения климата, мы должны решать их путём взаимодействия.
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.
Мне не терпится рассказать вам о новом типе взаимодействия, которое обязательно найдёт решения этих важных проблем. Это взаимодействие неожиданное, потому что оно между людьми и мельчайшими организмами, населяющими нашу планету: бактериями и другими микробами, живущими в нас, на нас и вокруг нас.
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.
Бактерии могут быть малы и невидимы глазу, но они часто стимулируют преобразующие инновации, включая ту, что стала краеугольным камнем моего собственного исследования. В течение последнего десятилетия я была на передовой линии развития революционной технологии под названием CRISPR, возникшей из изучения, как же бактерии борются с вирусной инфекцией. Технология CRISPR удивительна, потому что позволяет нам точно редактировать ДНК в живых организмах, включая людей и растения. С помощью CRISPR мы можем изменять, удалять или заменять гены, регулирующие функции клеток. Это значит, что мы можем использовать CRISPR теперь как текстовый редактор для поиска, вырезания и вставки текста.
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.
Удивительно, CRISPR уже лечит людей от серьёзных болезней как, например, серповидноклеточная анемия, и помогает выводить сорта риса, устойчивые и к заболеваниям и к засухе. Невероятно, правда? Но следующее достижение с помощью CRISPR, которое изменит мир, будет связано с использованием этой технологии таким образом, что позволит нам перейти на следующий уровень путём редактирования генов выше отдельно взятых организмов. Теперь у нас есть возможность использовать CRISPR для редактирования целых популяций крошечных микробов, называемых микробиомами, которые живут внутри нас и на нас.
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.
В течение десятилетий учёные изучали одни бактерии изолированно от других, как будто каждый тип бактерий ведёт себя независимо. Но сейчас мы знаем, что поведение бактерий, и полезных и вредных, является результатом их взаимодействия в сложных микробиомах. У людей нарушения микробиомов кишечника связаны с разными недугами, как болезнь Альцгеймера и бронхиальная астма. А у домашнего скота микробиомы производят метан, значительно влияющий на изменение климата. Но здоровые микробиомы и человека и животного могут предотвращать болезнь и сокращать выбросы метана. Чтоб использовать эти выгоды, нам нужен способ для точного и последовательного контроля этих микробных сообществ.
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.
Почему же в прошлом микробиомы было трудно контролировать? Оказывается, что микробиомы очень сложные, и на них нелегко воздействовать. Антибиотики влияют на весь микробиом, и злоупотребление ими может вызвать сопротивление их действию. Диеты и пробиотики неспецифичны и часто неэффективны. Пересадка кала сопряжена с проблемами как эффективности, так и принятия.
(Laughter)
(Смех)
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.
Но с технологией CRISPR у нас есть инструмент, работающий как скальпель. Он позволяет нам найти конкретный ген в конкретном типе клеток. С помощью CRISPR мы можем изменить один тип бактерий, не затрагивая все остальные.
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.
Другая сложность в том, что в мире менее одного процента видов микробов было культивировано и изучено в лабораториях. К счастью, теперь нам доступны оставшиеся 99 процентов благодаря новаторскому исследованию моей коллеги, Джилл Бэнфилд, и её прорывной технологии, метагеномики, которая позволяет нам выяснить, какие виды присутствуют и что они делают в микробном сообществе. Метагеномика создаёт подробную схему сложного микробиома, а это значит, что мы можем её использовать, чтобы понять, как использовать инструменты редактирования генов в нужном гене, в нужном организме.
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.
Возможно, вас удивляет, как мы можем применить эти новые знания для решения реальных мировых проблем. Мы объединяем эти две прорывные технологии, метагеномику и CRISPR, чтобы создать новую область знаний: точное редактирование микробиома. Она позволит нам выявлять связи между нарушенными микробиомами и болезнями или выбросами парниковых газов. Мы можем создать улучшенные редакторы микробиома и показать, что они безопасны и эффективны. И тогда мы можем начать внедрять эти оптимизированные решения, чтобы создавать такие типы решений, которые станут преобразующими в будущем.
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.
Так как это влияет на наше здоровье и здоровье нашей планеты? Известно, что изменение климата влияет больше всего на беднейшие страны и людей, и что эта проблема создана богатейшими людьми. И метан создаёт большую часть проблемы. Он был основным фактором роста глобальных температур, начиная с доиндустриальных времён. Специфический состав микробиома домашнего скота может реально сократить выбросы метана на 80 процентов. Но чтобы заниматься им сейчас, нужны ежедневные дорогостоящие вмешательства, и эти усилия не масштабируются.
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.
Однако с точным редактированием микробиома мы можем изменять микробиом телёнка при рождении, ограничивая влияние этого телёнка на климат в течение всей его жизни. И это выгодно для фермеров, потому что сниженная выработка метана означает более эффективную конверсию корма в фермерскую продукцию. Важно, что эти инструменты могут использоваться в будущем для сокращения выбросов метана другими источниками, например, свалками, сточными водами и рисовыми полями. В конечном счёте микробиомы производят до двух третей глобального объёма выбросов метана. И наша технология могла бы заметно продвинуть борьбу с климатическими изменениями.
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.
В сфере здоровья людей, астма поражает до 300 миллионов человек по всему миру, причём это число растёт на 50 процентов каждое десятилетие и гораздо чаще затрагивает детей в семьях с низкими доходами. Наша команда выявила уверенную связь между образованной в микробиоме кишечника молекулой и развитием астмы. С точным редактированием микробиома мы могли бы предложить ребёнку с риском астмы неинвазивную терапию, которая бы устранила вызывающие астму молекулы, меняя жизненный путь этого ребёнка. И действительно интересно, что те же подходы в будущем могут помочь нам лечить или даже предотвращать болезни человека, связанные с микробиомом кишечника, включая ожирение, диабет и болезнь Альцгеймера.
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.
Мне кажется удивительным, что мы теперь можем использовать CRISPR для редактирования тех же мельчайших организмов, которые открыла нам CRISPR. При этом мы сотрудничаем с важнейшим партнёром, природой. Вместе мы можем, используя CRISPR, точно редактировать микробиом для того, чтобы построить более устойчивое будущее для всех нас.
Thank you very much.
Большое спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)