A few years ago, with my colleague, Emmanuelle Charpentier, I invented a new technology for editing genomes. It's called CRISPR-Cas9. The CRISPR technology allows scientists to make changes to the DNA in cells that could allow us to cure genetic disease.
Пред неколку години, со мојата колешка Емануел Шерпантие, откривме технологија за модифицирање на гените наречена CRISPR-Cas9. CRISPR технологијата овозможува да се прават промени на ДНК-та во клетките што би ни овозможило да лекуваме генетски заболувања.
You might be interested to know that the CRISPR technology came about through a basic research project that was aimed at discovering how bacteria fight viral infections. Bacteria have to deal with viruses in their environment, and we can think about a viral infection like a ticking time bomb -- a bacterium has only a few minutes to defuse the bomb before it gets destroyed. So, many bacteria have in their cells an adaptive immune system called CRISPR, that allows them to detect viral DNA and destroy it.
Сигурно ве интересира дека CRISPR технологијата произлезе од истражувачки проект преку кој сакавме да откриеме како бактериите се борат против вирусните инфекции. Бактериите мора да се борат со вирусите во својата средина. Вирусната инфекција можеме да ја замислиме како темпирана бомба - бактеријата има само неколку минути да ја деактивира бомбата пред да биде уништена. Многу бактерии во своите клетки имаат прилагодлив имунолошки систем т.н. CRISPR кој им овозможува да откријат вирусна ДНК и да ја уништат.
Part of the CRISPR system is a protein called Cas9, that's able to seek out, cut and eventually degrade viral DNA in a specific way. And it was through our research to understand the activity of this protein, Cas9, that we realized that we could harness its function as a genetic engineering technology -- a way for scientists to delete or insert specific bits of DNA into cells with incredible precision -- that would offer opportunities to do things that really haven't been possible in the past.
Дел од CRISPR системот е и протеинот наречен Cas9 кој може да ја најде, отстрани и уништи вирусната ДНК на специфичен начин. Обидувајќи се да го разбереме дејството на протеинот Cas9, свативме дека можеме да ја искористиме неговата функција како технологија за генетски инженеринг- со која ќе се бришат или внесуваат специфични делови на ДНК во клетките со неверојатна прецизност, што ќе овозможи да правиме нешта кои навистина биле невозможни во минатото.
The CRISPR technology has already been used to change the DNA in the cells of mice and monkeys, other organisms as well. Chinese scientists showed recently that they could even use the CRISPR technology to change genes in human embryos. And scientists in Philadelphia showed they could use CRISPR to remove the DNA of an integrated HIV virus from infected human cells.
CRISPR технологијата веќе е употребена за промена на ДНК во клетките на глувци, мајмуни и други организми. Кинески научници неодамна покажаа дека со CRISPR може да се прават генетски промени дури и кај човечки ембриони. Научници од Филаделфија покажаа дека со CRISPR можат да ја отстранат ХИВ вирусната ДНК од заразените човечки клетки.
The opportunity to do this kind of genome editing also raises various ethical issues that we have to consider, because this technology can be employed not only in adult cells, but also in the embryos of organisms, including our own species. And so, together with my colleagues, I've called for a global conversation about the technology that I co-invented, so that we can consider all of the ethical and societal implications of a technology like this.
Можноста да правиме вакви промени во геномот поставува и етички прашања кои мора да ги земеме предвид, бидејќи технологијата може да се примени не само кај возрасни клетки, туку и кај ембрионите на организмите, вклучувајќи го и човекот. Затоа, заедно со моите колеги, повикавме на глобален дијалог за технологијата што ја откривме, за да ги разгледаме сите етички и општествени последици од една ваква технологија.
What I want to do now is tell you what the CRISPR technology is, what it can do, where we are today and why I think we need to take a prudent path forward in the way that we employ this technology.
Сега, би сакала да ви кажам што е CRISPR технологијата што може да направи, каде сме денес, и зошто сметам дека мораме внимателно да чекориме по патот на оваа технологија.
When viruses infect a cell, they inject their DNA. And in a bacterium, the CRISPR system allows that DNA to be plucked out of the virus, and inserted in little bits into the chromosome -- the DNA of the bacterium. And these integrated bits of viral DNA get inserted at a site called CRISPR. CRISPR stands for clustered regularly interspaced short palindromic repeats. (Laughter)
Кога вирусите ги напаѓаат клетките, тие им ја вбризгуваат својата ДНК. А кај бактеријата, CRISPR системот ја извлекува вирусната ДНК и истата ја вметнува дел по дел во бактериската ДНК. Овие делови на вирусната ДНК се вметнуваат на местото наречено CRISPR. CRISPR е кратенка за збирни, разделени, кратки, палиндромни повторени секвенции. (смеење)
A big mouthful -- you can see why we use the acronym CRISPR. It's a mechanism that allows cells to record, over time, the viruses they have been exposed to. And importantly, those bits of DNA are passed on to the cells' progeny, so cells are protected from viruses not only in one generation, but over many generations of cells. This allows the cells to keep a record of infection, and as my colleague, Blake Wiedenheft, likes to say, the CRISPR locus is effectively a genetic vaccination card in cells. Once those bits of DNA have been inserted into the bacterial chromosome, the cell then makes a little copy of a molecule called RNA, which is orange in this picture, that is an exact replicate of the viral DNA. RNA is a chemical cousin of DNA, and it allows interaction with DNA molecules that have a matching sequence.
Голем збор! Јасно ви е зошто ја употребуваме кратенката CRISPR. Тоа е механизам со кој клетките ги снимаат вирусите на кои се изложени. Најважно е дека истите овие ДНК сегменти се пренесуваат и на новите клетките. На овој начин не само сегашните туку и идните клетки се заштитени од вируси. На овој начин клетките ги памтат инфекциите, и како што мојот колега, Блејк Виндхеф обично вели, CRISPR локусот е всушност картон за генетски вакцинации во клетките. Откако овие ДНК сегменти ќе бидат вметнати во бактерискиот хромозом, клетката произведува молекула наречена RNA, на сликата прикажана портокалова, која е автентична копија на вирусната ДНК. RNA е хемиски роднина на ДНК. RNA влегува во интеракција со молекулите на ДНК, кои имаат соодветна секвенца.
So those little bits of RNA from the CRISPR locus associate -- they bind -- to protein called Cas9, which is white in the picture, and form a complex that functions like a sentinel in the cell. It searches through all of the DNA in the cell, to find sites that match the sequences in the bound RNAs. And when those sites are found -- as you can see here, the blue molecule is DNA -- this complex associates with that DNA and allows the Cas9 cleaver to cut up the viral DNA. It makes a very precise break. So we can think of the Cas9 RNA sentinel complex like a pair of scissors that can cut DNA -- it makes a double-stranded break in the DNA helix. And importantly, this complex is programmable, so it can be programmed to recognize particular DNA sequences, and make a break in the DNA at that site.
Оние делчиња на RNA кои потекнуваат од локусот CRISPR се врзуваат за протеинот наречен Cas9, на сликата прикажан со бела боја, и градат комплекс кој фунционира како заштитник во клетката. Комплексот целосно ја пребарува ДНК-та во клетката за да ги открие местата каде е лоцирана вирусната ДНК. Откако ќе ги најде тие места- како што може да се види овде, сината молекула е ДНК- комплексот се врзува за оваа ДНК и му овозможува на Cas9 да ја отсече вирусната ДНК. Прави многу прецизен рез. Да го замислиме Cas9 RNA комплексот како ножици кои можат да ја сечат ДНК-та. Ги сече двете низи на ДНК спиралата. Уште поважно, комплексот може да се програмира, да препознава специфични ДНК секвенци и да прави пресеци на тие места.
As I'm going to tell you now, we recognized that that activity could be harnessed for genome engineering, to allow cells to make a very precise change to the DNA at the site where this break was introduced. That's sort of analogous to the way that we use a word-processing program to fix a typo in a document.
Ние воочивме дека преку оваа активност можеме да вршиме генетски инженеринг т.е. да им овозможиме на клетките да вршат прецизни промени во својата ДНК на местата каде има ваков пресек. Тоа е речиси аналогно на програмата за обработка на текст со која се поправаат грешки во документот.
The reason we envisioned using the CRISPR system for genome engineering is because cells have the ability to detect broken DNA and repair it. So when a plant or an animal cell detects a double-stranded break in its DNA, it can fix that break, either by pasting together the ends of the broken DNA with a little, tiny change in the sequence of that position, or it can repair the break by integrating a new piece of DNA at the site of the cut. So if we have a way to introduce double-stranded breaks into DNA at precise places, we can trigger cells to repair those breaks, by either the disruption or incorporation of new genetic information. So if we were able to program the CRISPR technology to make a break in DNA at the position at or near a mutation causing cystic fibrosis, for example, we could trigger cells to repair that mutation.
Клетките се способни да откријат оштетување во својата ДНК и да ја обноват. И токму ова нè поттикна да гледаме на CRISPR системот како алатка за генетски инженеринг. Кога растителна или животинска клетка ќе детектира пресек на ДНК спиралата таа го поправа пресекот или со слепување на краевите на оштетената ДНК што предизвикува минимална промена во ДНК секвенцата на тоа место. Или пак со вметнување на нов ДНК сегмент на местото на пресекот. Значи ако знаеме како да ја пресечеме ДНК спиралата на точно одредени места, ние ќе ги натераме клетките да ги поправат тие пресеци, преку менување на постоечките или преку вметнување на нови генетски информации. Ако знаеме како да ја програмираме CRISPR технологијата да прави пресеци во ДНК на местото на мутацијата која, да речеме, предизвикува цистична фиброза ќе можеме да ги натераме клетките да ја поправат оваа мутација.
Genome engineering is actually not new, it's been in development since the 1970s. We've had technologies for sequencing DNA, for copying DNA, and even for manipulating DNA. And these technologies were very promising, but the problem was that they were either inefficient, or they were difficult enough to use that most scientists had not adopted them for use in their own laboratories, or certainly for many clinical applications. So, the opportunity to take a technology like CRISPR and utilize it has appeal, because of its relative simplicity. We can think of older genome engineering technologies as similar to having to rewire your computer each time you want to run a new piece of software, whereas the CRISPR technology is like software for the genome, we can program it easily, using these little bits of RNA.
Генетскиот инженеринг не е нов, почна да се развива од 70-те години. Имаме технологии за секвенционирање на ДНК, за копирање на ДНК, дури и за манипулирање на ДНК. Од овие технологии многу очекувавме, но, проблемот е што беа или неефикасни или тешки за употреба па затоа повеќето научници одбиваа да ги инкорпорираат во својата лабораториска, односно клиничка пракса. Затоа е интересна CRISPR да се прифати и искористи како технологија- токму поради нејзината едноставност. Старите технологии на генетски инженеринг се како компјутер кој одново и одново треба да се расклопува ако сакаме да му ставиме нов софтвер. Од друга страна пак CRISPR технологијата е како софтвер за геномот, лесно се програмира со употреба на RNА сегменти.
So once a double-stranded break is made in DNA, we can induce repair, and thereby potentially achieve astounding things, like being able to correct mutations that cause sickle cell anemia or cause Huntington's Disease. I actually think that the first applications of the CRISPR technology are going to happen in the blood, where it's relatively easier to deliver this tool into cells, compared to solid tissues.
Можеме да иницираме поправка само со еден единечен пресек на ДНК спиралата и голема е веројатноста да постигнеме неверојатни работи, како на пример да ги отстраниме мутациите одговорни за српестата анемија или Хантингтоновата болест. Сметам дека CRISPR технологија најпрвин ќе се примени во крвта, затоа што оваа алатка релативно полесно се вметнува во крвните клетки отколку во клетките на цврстите ткива.
Right now, a lot of the work that's going on applies to animal models of human disease, such as mice. The technology is being used to make very precise changes that allow us to study the way that these changes in the cell's DNA affect either a tissue or, in this case, an entire organism.
Во моментов, голем дел од активностите вклучуваат проучување на човечките болести користејќи животни, како глувците. Технологијата се користи за правење на прецизни промени кои ќе ни овозможат да видиме како промените во клеточната ДНК влијаат врз ткивото или врз целиот организам.
Now in this example, the CRISPR technology was used to disrupt a gene by making a tiny change in the DNA in a gene that is responsible for the black coat color of these mice. Imagine that these white mice differ from their pigmented litter-mates by just a tiny change at one gene in the entire genome, and they're otherwise completely normal. And when we sequence the DNA from these animals, we find that the change in the DNA has occurred at exactly the place where we induced it, using the CRISPR technology.
Во следниот пример, CRISPR е употребена за да се модифицира работата на еден ген. Направена е мала промена во ДНК-та на генот одговорен за црната боја на овие глувци. Замислете дека беливе глувци се разликуваат од нивните пигментирани сродници само по тоа што имаат мала промена на еден ген во рамки на целиот геном, инаку, сосема се нормални. Кога ја секвенцираме ДНК-та од овие животни гледаме дека промената во ДНК се јавува токму на местото каде што ја предизвикавме со примена на CRISPR технологијата.
Additional experiments are going on in other animals that are useful for creating models for human disease, such as monkeys. And here we find that we can use these systems to test the application of this technology in particular tissues, for example, figuring out how to deliver the CRISPR tool into cells. We also want to understand better how to control the way that DNA is repaired after it's cut, and also to figure out how to control and limit any kind of off-target, or unintended effects of using the technology.
Се вршат дополнителни експерименти со животни како мајмуните. Овие експерименти се корисни за испитување на човечките болести. Преку овие експерименти ја тестираме примената на оваа технологија во одредени ткива. На пример, учиме како да ја внесеме CRISPR алатката во клетките. Истотака сакаме подобро да разбереме како да го контролираме поправањето на ДНК-та откако ќе биде пресечена и како да ги контролираме и ограничиме евентуалните неуспешни и несакани последици од примената на оваа технологија.
I think that we will see clinical application of this technology, certainly in adults, within the next 10 years. I think that it's likely that we will see clinical trials and possibly even approved therapies within that time, which is a very exciting thing to think about. And because of the excitement around this technology, there's a lot of interest in start-up companies that have been founded to commercialize the CRISPR technology, and lots of venture capitalists that have been investing in these companies.
Сметам дека за 10 години оваа технологија ќе се употребува и во клиничка пракса кај возрасните. Веројатно ќе имаме клинички испитувања, а веројатно и одобрени терапии во тој период што е прилично возбудливо. Се крена голема фама околу оваа технологија па затоа и има голем интерес за стартап компаниите основани за комерцијализирање на CRISPR технологијата, а се јавија и многу инвеститори кои вложуваат во овие компании.
But we have to also consider that the CRISPR technology can be used for things like enhancement. Imagine that we could try to engineer humans that have enhanced properties, such as stronger bones, or less susceptibility to cardiovascular disease or even to have properties that we would consider maybe to be desirable, like a different eye color or to be taller, things like that. "Designer humans," if you will. Right now, the genetic information to understand what types of genes would give rise to these traits is mostly not known. But it's important to know that the CRISPR technology gives us a tool to make such changes, once that knowledge becomes available.
Но, треба да земеме во предвид дека CRISPR може да се употреби и за подобрување на одредени квалитети. Замислете да можеме да создадеме луѓе кои ќе имаат подобри квалитети, на пример, посилни коски или помала подложност на кардио-васкуларни заболувања или да имаат особини кои ни се привлечни, на пример, поинаква боја на очи, поголема висина, итн. “Креирани човечки суштества“ ако сакате. Во моментов, не знаеме кои гени се одговорни за овие особини. Но, важно е да знаеме дека CRISPR е алатка со која ќе можеме да правиме промени откако ќе ги најдеме одговорните гени.
This raises a number of ethical questions that we have to carefully consider, and this is why I and my colleagues have called for a global pause in any clinical application of the CRISPR technology in human embryos, to give us time to really consider all of the various implications of doing so. And actually, there is an important precedent for such a pause from the 1970s, when scientists got together to call for a moratorium on the use of molecular cloning, until the safety of that technology could be tested carefully and validated.
Ова поставува бројни етички прашања кои треба внимателно да ги разгледаме. Поради тоа, со моите колеги повикавме да се стопира било каква клиничка примена на CRISPR технологијата кај човечки ембриони, за да имаме време да размислиме за сите последици. Всушност, слична ваква ситуација имало и во 70-те години, кога научниците се собраа и повикаа на мораториум за употребата на молекуларното клонирање додека не се испита внимателно безбедноста на технологијата.
So, genome-engineered humans are not with us yet, but this is no longer science fiction. Genome-engineered animals and plants are happening right now. And this puts in front of all of us a huge responsibility, to consider carefully both the unintended consequences as well as the intended impacts of a scientific breakthrough.
Значи, сè уште е рано за генетски инженеринг на луѓе. Но, тоа не е веќе научна фантастика. Генетскиот инженеринг денес се применува врз животни и растенија. Ова е голема одговорност за сите нас внимателно да ги согледаме како неочекуваните последици така и очекуваните бенефити од ова научно откритие.
Thank you.
Благодарам!
(Applause)
(Аплауз)
(Applause ends)
(Крај на аплаузот)
Bruno Giussani: Jennifer, this is a technology with huge consequences, as you pointed out. Your attitude about asking for a pause or a moratorium or a quarantine is incredibly responsible. There are, of course, the therapeutic results of this, but then there are the un-therapeutic ones and they seem to be the ones gaining traction, particularly in the media. This is one of the latest issues of The Economist -- "Editing humanity." It's all about genetic enhancement, it's not about therapeutics. What kind of reactions did you get back in March from your colleagues in the science world, when you asked or suggested that we should actually pause this for a moment and think about it?
Бруно Гисани: -Џенифер, ова е технологија со огромни последици како што кажавте. Вашиот став да се бара размислување, мораториум или запирање, е исклучително одговорен. Постојат, секако, терапевтски можности во сево ова. Но, има и такви кои не се терапевтски и токму тие привлекуваат внимание особено во медиумите. Ова е едно од последните изданија на „Economist"-„Уредување на човештвото" Се зборува само за генетско усовршување, не за терапевтика. Какви реакции добивте во март од вашите колеги-научници кога побаравте или предложивте дека треба малку да причекаме и да размислиме за оваа работа?
Jennifer Doudna: My colleagues were actually, I think, delighted to have the opportunity to discuss this openly. It's interesting that as I talk to people, my scientific colleagues as well as others, there's a wide variety of viewpoints about this. So clearly it's a topic that needs careful consideration and discussion.
Џенифер Даудна: -Моите колеги, мислам дека беа воодушевени што имаа прилика отворено да дискутираат. Интересно е кога зборувам со луѓето, моите колеги-научници и други, слушам различни мислења за ова. Значи, треба внимателно да размислиме и дискутираме.
BG: There's a big meeting happening in December that you and your colleagues are calling, together with the National Academy of Sciences and others, what do you hope will come out of the meeting, practically?
Б.Г.- Ќе има голем собир во декември кој го свикавте со вашите колеги, и заедно со Националната Академија за Науки. Што очекувате да произлезе од овој собир?
JD: Well, I hope that we can air the views of many different individuals and stakeholders who want to think about how to use this technology responsibly. It may not be possible to come up with a consensus point of view, but I think we should at least understand what all the issues are as we go forward.
Џ.Д: -Се надевам ќе ги слушнеме ставовите на многу поединци и засегнати страни кои се залагаат за одговорно применување на оваа технологија. Веројатно нема да дојдеме до конечен заеднички став но, мислам дека ќе ги согледаме проблемите кои ни стојат на патот.
BG: Now, colleagues of yours, like George Church, for example, at Harvard, they say, "Yeah, ethical issues basically are just a question of safety. We test and test and test again, in animals and in labs, and then once we feel it's safe enough, we move on to humans." So that's kind of the other school of thought, that we should actually use this opportunity and really go for it. Is there a possible split happening in the science community about this? I mean, are we going to see some people holding back because they have ethical concerns, and some others just going forward because some countries under-regulate or don't regulate at all?
БГ.- Вашите колеги, Џорџ Ч'рч од Харвард, на пример, вели: „Етичките прашања во основа се однесуваат само на безбедноста. Постојано вршиме тестирања на животни во нашите лаборатории, и кога ќе одлучиме дека е доволно безбедно, преминуваме на луѓето.“ На извесен начин, ова е поинакво размислување дека треба да ја искористиме оваа можноста. Дали постои поделеност кај научниците во однос на тоа? Дали некои ќе бидат воздржани поради етички принципи, а други пак ќе продолжат понатаму бидејќи, некои земји немаат целосни законски регулативи.
JD: Well, I think with any new technology, especially something like this, there are going to be a variety of viewpoints, and I think that's perfectly understandable. I think that in the end, this technology will be used for human genome engineering, but I think to do that without careful consideration and discussion of the risks and potential complications would not be responsible.
ЏД: -Со секоја нова технологија, особено како ова, ќе имаме различни гледишта. Тоа е сосема разбирливо. Мислам дека на крај, технологијата ќе се употребува за модификување на човечкиот геном но, би било неодговорно тоа да се направи без внимателно размислување и дискутирање за можните ризици и последици.
BG: There are a lot of technologies and other fields of science that are developing exponentially, pretty much like yours. I'm thinking about artificial intelligence, autonomous robots and so on. No one seems -- aside from autonomous warfare robots -- nobody seems to have launched a similar discussion in those fields, in calling for a moratorium. Do you think that your discussion may serve as a blueprint for other fields?
БГ: -Постојат многу технологии и други научни области кои забрзано се развиваат слично на вас. Тука мислам на вештачката интелигенција, автономните роботи итн. Ми се чини дека никој, освен за автономните воени робти- никој не покренал слична дискусија во тие научни области и нема повикано на мораториум. Дали сметате, дека вашата дискусија ќе биде шаблон за другите области?
JD: Well, I think it's hard for scientists to get out of the laboratory. Speaking for myself, it's a little bit uncomfortable to do that. But I do think that being involved in the genesis of this really puts me and my colleagues in a position of responsibility. And I would say that I certainly hope that other technologies will be considered in the same way, just as we would want to consider something that could have implications in other fields besides biology.
ЏД:- За еден научник е тешко да излезе од својата лабораторија. Говорам за себе, малку е неудобно да го направиш тоа. Но, бидејќи јас и моите колеги сме инволвирани уште од почетокот на ова сметам дека тоа нè става во позиција на одговорност. Навистина се надевам дека и другите технологии ќе бидат разгледувани на начин на кој ние размислуваме за последиците од нашата технологија, последици кои излегуваат од рамката на биологијата.
BG: Jennifer, thanks for coming to TED.
БГ-Џенифер, Ви благодарам за учеството на TED.
JD: Thank you.
(Applause)
ЏД-Благодарам!