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.
İnsan olmanın özü sorunları çözmemizdir. Hastalık ve iklim değişikliği gibi, çok büyük sorunlarla yüzleştiğimizde, bunları işbirliği yaparak çözmemiz gerekiyor.
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.
Bu büyük sorunlara kesinlikle çözüm yaratacak yeni bir tür işbirliğini size söylemekten heyecan duyuyorum. Bu beklenmedik bir işbirliği, çünkü insanlar ve gezegenimizi dolduran en küçük organizmalar arasında: içimizde, üzerimizde ve çevremizde yaşayan bakteriler ve diğer mikroplar arasında.
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.
Bakteriler küçük ve görünmez olabilir, ama genellikle, kendi araştırmamın temel taşı dahil, dönüştürücü yeniliklere ilham verdiler. Son on yılda, bakterilerin viral enfeksiyonlarla nasıl savaştığına dair bir çalışmadan elde edilen, devrim niteliğinde olan CRISPR adı verilen teknolojinin ön saflarında yer aldım. CRISPR harika bir şey çünkü bize canlı organizmalarda, insanlar ve bitkiler de dahil olmak üzere, DNA’yı hassas bir şekilde düzenleme imkanı veriyor. CRISPR ile, değişebiliriz, hücrelerin işlevini yöneten genleri çıkarabilir veya değiştirebiliriz. Bu artık CRISPR’ı bulmak, kesmek ve yapıştırmak için bir kelime işlemci gibi kullanabileceğimiz anlamına geliyor.
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.
CRISPR, şaşırtıcı bir şekilde, şimdiden insanları orak hücre hastalığı gibi tehlikeli hastalıklardan kurtardı ve hem hastalığa hem de kuraklığa dirençli pirinçler yarattı. Harika, değil mi? Ama sıradaki çığır açıcı CRISPR ilerlemesi aslında onu, sadece bireysel organizmalarda gen düzenlemenin ötesinde kullandığımız zaman bir sonraki seviyeye ulaşacak. Artık, mikrobiyom adı verilen ve vücudumuzun içinde ve üzerinde yaşayan küçük mikropların tüm popülasyonlarını CRISPR ile düzenleyebiliyoruz.
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.
Onlarca yıldır, bilim insanları sanki her bakteri türü bağımsız davranırcasına bakterileri tek organizmada inceledi. Ama artık, mikrobiyomların içindeki hem iyi hem de kötü, karmaşık etkileşimlerin sonucu olan bakteriyel davranışları biliyoruz. İnsanlarda, işlevsiz bağırsak mikrobiyomları Alzheimer ve astım gibi çok çeşitli hastalıklarla ilişkilidir. Hayvan çiftliklerinde mikrobiyomlar, iklim değişikliğine büyük bir katkısı olan metanı üretir. Ama sağlıklı olduklarında, hem insan hem de hayvan mikrobiyomları aslında hastalıkları önleyebilir ve metan emisyonlarını azaltabilir. Yani bu yararları kullanmak için bu mikrobiyal toplulukları dikkatli ve tekrarlanabilir kontrol etmenin bir yolunu bulmamız gerek.
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.
Peki, geçmişte mikrobiyomları kontrol etmek neden bu kadar zordu? Görünen o ki mikrobiyomlar çok karmaşıktır ve manipüle edilmeleri zordur. Antibiyotikler tüm mikrobiyomu etkiler ve aşırı kullanımları ilaç direncine yol açabilir. Diyet ve probiyotikler spesifik değildir ve genellikle etkisizdirler. Dışkı nakli hem etkililiğe hem de kabul görmek adına,
(Laughter)
çeşitli zorluklarla karşı karşıya.
(Kahkahalar)
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.
Ama CRISPR ile, elimizde neşter gibi çalışan bir araç var. Belirli bir geni belirli bir hücre türünde hedeflememizi sağlar. CRISPR ile diğerlerini etkilemeden bir tür bakteriyi değiştirebiliriz.
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.
Diğer bir zorluk ise, dünyadaki mikrobiyal türlerin yüzde birinden azı laboratuvarda büyütüldü ve incelendi. Neyse ki, meslektaşım Jill Benfield ve onun mikrobiyal komünitede hangi türlerin olduğu ve ne yaptıklarını öğrenmemizi sağlayan bir araç olan, çığır açıcı buluşu metagenomik sayesinde, diğer yüzde 99′a ulaşabiliyoruz. Metagenomik karmaşık bir mikrobiyomun detaylı bir haritasını oluşturur, ve bu da gen düzenleme araçlarını doğru gende ve doğru organizmada nasıl kullanacağımızı öğrenmek için kullanabileceğimiz anlamına gelmektedir.
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.
Bu yeni bilgiyi gerçek dünya problemlerini çözmek için nasıl kullanacağımızı merak ediyor olabilirsiniz. Yani biz, hassas mikrobiyom düzenleme adı verilen yeni bir bilim dalı oluşturmak için iki çığır açıcı teknoloji olan metagenomik ve CRISPR’ı bir araya getiriyoruz. Bu, işlevsiz mikrobiyomlar arasında ve hastalık veya sera gazı emisyonları arasındaki bağlantıyı keşfetmemizi sağlayacaktır. Güvenli ve etkili olduklarını göstermek için modifiye edilmiş ürünler geliştirebiliriz ve geliştirilmiş mikrobiyom düzenleyicileri geliştirebiliriz. Sonrasında, gelecekte dönüştürücü çözümler üretmek için bu optimize edilmiş çözümleri konuşlandırmaya başlayabiliriz.
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.
Peki bu durum sağlığımızı ve gezegenimizin sağlığını nasıl etkiliyor? İklim değişikliğinden en çok etkilenenlerin en yoksul ülkeler ve insanlar olduğunu biliyoruz, ve bu problem en zengin insanlar tarafından yaratılmaktadır. Metan da sorunun büyük bir parçası. Sanayi öncesi dönemlerden beri artan küresel sıcaklıklara büyük bir katkısı oldu. Hayvancılıktaki spesifik mikrobiyom bileşimleri aslında metan emisyonlarını %80′e kadar azaltabilir. Ancak günümüzde şu an bunu yapmak için büyük masraflara yol açacak günlük müdahaleler gerekir, ve bu da öylece ölçeklenemez.
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.
Ama hassas mikrobiyom düzenlemesi ile, o hayvanın tüm ömrü boyunca iklim üzerindeki etkisini sınırlamak için, doğumda buzağının mikrobiyomunu değiştirmek için bir fırsatımız var. Bu çiftçiler için de faydalıdır çünkü metan üretiminin azalması yemden gıdaya daha verimli dönüşüm anlamına gelir. Daha da önemlisi, bu araçlar gelecekte, metan emisyonlarını azaltmak için çöp sahaları, atık su ve pirinç tarlaları gibi diğer kaynaklarda kullanılabilir. Nihayetinde, mikrobiyomlar tüm metanın üçte ikisine kadar olan küresel emisyonları üretir. Yani teknolojimiz gerçekten de iklim değişikliğine karşı mücadelemizde kayda değer bir şey yaratabilir.
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.
İnsan sağlığında, Astım dünya çapında 300 milyon kadar insanı etkilemektedir, Bu sayı her on yılda yüzde 50 oranında artmakta ve düşük gelirli çocukları orantısız bir şekilde etkilemektedir. Ekibimiz bağırsak mikrobiyomunda üretilen bir molekül ve astım gelişimi arasında umut verici bir bağlantı tespit etti. Hassas mikrobiyom düzenleme ile astım riski taşıyan bir çocuğa, astıma neden olan molekülleri ortadan kaldıracak, hayatının gidişatını değiştirecek zararsız bir terapi sunabiliriz. Asıl heyecanlı olan şey ise, aynı yöntemlerin bize gelecekte bağırsak mikrobiyomu ile bağlantılı, obezite, diyabet, ve Alzheimer gibi hastalıkları tedavi etmemizi ve hatta önlememize yardımcı olabilir.
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.
CRISPR’ı bize veren aynı küçük organizmaları şimdi CRISPR ile düzenleyebilmemiz bence gerçekten de büyüleyici. Bunu yaparken, nihai ortağımızla işbirliği yapıyoruz: doğa Birlikte, hepimiz için daha dirençli bir toplum geleceği yaratmak için CRISPR destekli hassas mikrobiyom düzenlemeyi kullanabiliriz.
Thank you very much.
Çok teşekkür ederim.
(Applause)
(Alkış)