What you need to know about CRISPR | Ellen Jorgensen

Translator: Tihomir Todorov Reviewer: Anton Hikov

So, has everybody heard of CRISPR?

Всички ли са чували за CRISPR?

I would be shocked if you hadn't.

Щях да съм шокирана, ако не сте.

This is a technology -- it's for genome editing --

Това е технология за редакция на генома,

and it's so versatile and so controversial

която е толкова многостранна и толкова спорна,

that it's sparking all sorts of really interesting conversations.

че поражда всякакви видове интересни дискусии.

Should we bring back the woolly mammoth?

Трябва ли да върнем мамута обратно?

Should we edit a human embryo?

Трябва ли да редактираме генома на човешки ембрион?

And my personal favorite:

И моето любимо:

How can we justify wiping out an entire species

Как бихме могли да оправдаем заличаването на цял биологичен вид,

that we consider harmful to humans

който смятаме за опасен за човечеството,

off the face of the Earth,

от лицето на Земята,

using this technology?

използвайки тази технология?

This type of science is moving much faster

Този вид наука се развива много по-бързо

than the regulatory mechanisms that govern it.

отколкото регулаторните механизми, които я ръководят.

And so, for the past six years,

Затова през последните шест години

I've made it my personal mission

направих моя лична мисия

to make sure that as many people as possible understand

да се уверя, че колкото може повече хора разбират

these types of technologies and their implications.

тези видове технологии и техните приложения.

Now, CRISPR has been the subject of a huge media hype,

Понастоящем CRISPR е обект на огромно медийно внимание

and the words that are used most often are "easy" and "cheap."

и думите, които се използват най-често, са „лесно“ и „евтино“.

So what I want to do is drill down a little bit deeper

Така че това, което искам да направя, е да навляза малко по-навътре в темата

and look into some of the myths and the realities around CRISPR.

и да разгледам някои митове и реалността около CRISPR.

If you're trying to CRISPR a genome,

Ако се опитвате да използвате CRISPR върху геном,

the first thing that you have to do is damage the DNA.

първото, което трябва да направите, е да увредите ДНК.

The damage comes in the form of a double-strand break

Увреждането представлява двойноверижно скъсване

through the double helix.

на двойната спирала.

And then the cellular repair processes kick in,

След това се намесват клетъчните репарационни механизми,

and then we convince those repair processes

а ние ги убеждаваме

to make the edit that we want,

да извършат поправката, която желаем,

а не тази, която естествено биха осъществили.

and not a natural edit.

That's how it works.

Така работи.

It's a two-part system.

Това е двукомпонентна система.

You've got a Cas9 protein and something called a guide RNA.

Имате белтъка Cas9 и така наречената насочваща РНК.

I like to think of it as a guided missile.

Правя сравнение с ракета с насочващ механизъм.

So the Cas9 -- I love to anthropomorphize --

Така Cas9, обичам да придавам одушевени характеристики,

so the Cas9 is kind of this Pac-Man thing

та Cas9 е насочваният агент,

that wants to chew DNA,

който иска да сдъвче ДНК,

and the guide RNA is the leash that's keeping it out of the genome

а насочващата РНК е каишката, която пази Cas9 далеч от генома

until it finds the exact spot where it matches.

докато не намери точния участък, в който да се свърже.

And the combination of those two is called CRISPR.

Комбинацията от тези два компонента се нарича CRISPR.

It's a system that we stole

Система, която сме откраднали

from an ancient, ancient bacterial immune system.

от много древна бактериална имунна система.

The part that's amazing about it is that the guide RNA,

Частта, която прави технологията удивителна, е това,

че само 20 азотни бази от насочващата РНК

only 20 letters of it,

are what target the system.

направляват системата.

This is really easy to design,

Това е много лесно за създаване

and it's really cheap to buy.

и наистина евтино за закупуване.

So that's the part that is modular in the system;

Именно тази част подлежи на промяна,

everything else stays the same.

всичко друго се запазва същото.

This makes it a remarkably easy and powerful system to use.

Това прави системата забележително лесна и могъща.

The guide RNA and the Cas9 protein complex together

Насочващата РНК и белтъчният комплекс Cas9

go bouncing along the genome,

се движат заедно по генома

and when they find a spot where the guide RNA matches,

докато намерят място, където насочващата РНК се свързва.

then it inserts between the two strands of the double helix,

След това се вмъква между двете вериги на двойната спирала,

it rips them apart,

разделя ги,

that triggers the Cas9 protein to cut,

което активира Cas9 и той осъществява срязване.

and all of a sudden,

И изведнъж

you've got a cell that's in total panic

имате клетка, която е в тотална паника,

because now it's got a piece of DNA that's broken.

защото в нея е налична ДНК с нарушена цялост.

What does it do?

Какво прави клетката?

It calls its first responders.

Извиква първите си защитници.

There are two major repair pathways.

Съществуват два основни репарационни пътя.

The first just takes the DNA and shoves the two pieces back together.

Първият просто хваща ДНК като доближава и съединява двата участъка.

This isn't a very efficient system,

Механизмът не е ефективен,

because what happens is sometimes a base drops out

тъй като понякога някоя азотна база може да се премахне

or a base is added.

или добави.

It's an OK way to maybe, like, knock out a gene,

Това е, може би, добър начин да се премахне ген,

but it's not the way that we really want to do genome editing.

но не по този начин искаме да провеждаме редакция на генома.

The second repair pathway is a lot more interesting.

Вторият репарационен път е доста по-интересен.

In this repair pathway,

При него

it takes a homologous piece of DNA.

се използва хомоложен участък ДНК.

And now mind you, in a diploid organism like people,

И обърнете внимание – при диплоиден организъм, като човека,

we've got one copy of our genome from our mom and one from our dad,

едно копие на генома идва от майката и едно копие – от бащата.

so if one gets damaged,

Така че, ако някое бъде увредено,

it can use the other chromosome to repair it.

може да се използва другата хромозома, за да се поправи.

So that's where this comes from.

Оттук идва идеята.

The repair is made,

Поправката е направена

and now the genome is safe again.

и геномът отново е в безопасност.

The way that we can hijack this

Начинът, по който можем да използваме механизма,

is we can feed it a false piece of DNA,

е да добавим фалшив ДНК участък,

a piece that has homology on both ends

който е хомоложен в двата си края,

but is different in the middle.

но е различен в средата.

So now, you can put whatever you want in the center

Така поставяте каквото си поискате в средата

and the cell gets fooled.

и клетката ще бъде заблудена.

So you can change a letter,

Можете да променяте азотни бази,

you can take letters out,

да ги премахвате,

but most importantly, you can stuff new DNA in,

но най-важното е, че можете да добавите нова ДНК.

kind of like a Trojan horse.

Нещо подобно на Троянски кон.

CRISPR is going to be amazing,

CRISPR технологията ще е удивителна

in terms of the number of different scientific advances

заради множеството научни приложения,

that it's going to catalyze.

при които ще бъде катализатор.

The thing that's special about it is this modular targeting system.

Специалното за нея е тази променяща се насочваща система.

I mean, we've been shoving DNA into organisms for years, right?

Искам да кажа, натикваме ДНК в различни организми от години, нали?

But because of the modular targeting system,

Но заради тази система,

we can actually put it exactly where we want it.

можем всъщност да я поставим точно там, където желаем.

The thing is that there's a lot of talk about it being cheap

Въпросът е, че много се говори за това, че CRISPR е евтина

and it being easy.

и лесна технология.

And I run a community lab.

Ръководя лаборатория

I'm starting to get emails from people that say stuff like,

и започвам да получавам имейли от хора, които ми пишат неща като:

"Hey, can I come to your open night

„Здрасти, мога ли да дойда по време на „Отворените врати“,

and, like, maybe use CRISPR and engineer my genome?"

за да използвам CRISPR и да си променя генома?“

(Laugher)

(Смях)

Like, seriously.

Имам предвид...сериозно ли!

I'm, "No, you can't."

„Не, не можете.“

(Laughter)

(Смях)

"But I've heard it's cheap. I've heard it's easy."

„Но аз чух, че било евтино. И лесно.“

We're going to explore that a little bit.

Ще обърнем малко повече внимание на това.

So, how cheap is it?

Колко евтино може да бъде?

Yeah, it is cheap in comparison.

Да, сравнително е така.

It's going to take the cost of the average materials for an experiment

Ще струва цената на обикновените материали за експеримент

from thousands of dollars to hundreds of dollars,

от хиляди до стотици долари

and it cuts the time a lot, too.

като също така намалява доста времето за изпълнение.

It can cut it from weeks to days.

От седмици до дни.

That's great.

Това е прекрасно.

You still need a professional lab to do the work in;

Но все още имате нужда от професионална лаборатория, за да работите,

you're not going to do anything meaningful outside of a professional lab.

иначе няма да можете да свършите нищо.

I mean, don't listen to anyone who says

Не слушайте никой, който твърди,

you can do this sort of stuff on your kitchen table.

че можете да правите такива неща на кухненската ви маса.

It's really not easy to do this kind of work.

Този вид работа не е никак лесна.

Not to mention, there's a patent battle going on,

Да не споменавам, че се води война за патент,

so even if you do invent something,

така че дори и да изобретите нещо,

the Broad Institute and UC Berkeley are in this incredible patent battle.

в нея участват Институтът Броуд и Калифорнийския университет, Бъркли

It's really fascinating to watch it happen,

Много е интересно да се наблюдава,

because they're accusing each other of fraudulent claims

понеже се обвиняват взаимно в лъжливи твърдения.

and then they've got people saying,

А има и хора, които твърдят:

"Oh, well, I signed my notebook here or there."

„О, получих подпис тук или там.“

This isn't going to be settled for years.

Спорът няма да бъде разрешен с години,

And when it is,

а когато това се случи

you can bet you're going to pay someone a really hefty licensing fee

със сигурност ще платите на някого огромна такса за лиценз,

in order to use this stuff.

за да използвате технологията.

So, is it really cheap?

Така че наистина ли е толкова евтино?

Well, it's cheap if you're doing basic research and you've got a lab.

Ами, да, ако провеждате научни изследвания и имате лаборатория.

How about easy? Let's look at that claim.

А дали е лесно? Да разгледаме това твърдение.

The devil is always in the details.

Дяволът е винаги в детайлите.

We don't really know that much about cells.

Не знаем много за клетките.

They're still kind of black boxes.

Все още са нещо като черна кутия.

For example, we don't know why some guide RNAs work really well

Например не знаем защо някои насочващи РНК молекули работят много добре, а

and some guide RNAs don't.

други – не.

We don't know why some cells want to do one repair pathway

Не знаем защо някои клетки използват един репарационен път,

and some cells would rather do the other.

а други предпочитат различен.

And besides that,

Освен това

there's the whole problem of getting the system into the cell

съществува и проблемът с вкарването на системата в клетката

in the first place.

в самото начало.

In a petri dish, that's not that hard,

В петриева паничка не е чак толкова трудно,

but if you're trying to do it on a whole organism,

но ако го правите за цял организъм,

it gets really tricky.

става наистина сложно.

It's OK if you use something like blood or bone marrow --

Добре е, ако използвате например кръв или костен мозък –

those are the targets of a lot of research now.

това са теми на много изследвания в момента.

There was a great story of some little girl

Имаше страхотна история за малко момиче,

who they saved from leukemia

което спасили от левкимия

by taking the blood out, editing it, and putting it back

като взели кръвта й, редактирали я и я върнали обратно

with a precursor of CRISPR.

с предшественик на CRISPR.

And this is a line of research that people are going to do.

Това е сфера на изследвания, с която хората ще се занимават.

But right now, if you want to get into the whole body,

Но сега, ако искате да достигнете до цялото тяло,

you're probably going to have to use a virus.

най-вероятно ще трябва да използвате вирус.

So you take the virus, you put the CRISPR into it,

Така че вземате вирус, поставяте в него CRISPR

you let the virus infect the cell.

и го оставяте да инфектира клетката.

But now you've got this virus in there,

Но сега пък вирусът се намира вътре

and we don't know what the long-term effects of that are.

и не знаем какви са дългосрочните ефекти от това.

Plus, CRISPR has some off-target effects,

Също така CRISPR има допълнителни ефекти,

a very small percentage, but they're still there.

малък процент, но все пак налични.

What's going to happen over time with that?

Какво ще се случи с времето поради това?

These are not trivial questions,

Това не са тривиални въпроси

and there are scientists that are trying to solve them,

и има учени, които се опитват да ги разрешат,

and they will eventually, hopefully, be solved.

и накрая, да се надяваме, че ще успеят.

But it ain't plug-and-play, not by a long shot.

Но не е като просто да включите и да започнете да играете, изобщо.

So: Is it really easy?

Следователно: лесно ли е?

Е, ако за няколко години измислите как да работи за конкретната ви система,

Well, if you spend a few years working it out in your particular system,

yes, it is.

да, лесно е.

Now the other thing is,

Друг момент е,

we don't really know that much about how to make a particular thing happen

че не знаем чак толкова много за това, как да предизвикаме конкретно нещо

by changing particular spots in the genome.

чрез промяна в определени части на генома.

We're a long way away from figuring out

Много сме далеч от разбирането,

how to give a pig wings, for example.

как да дадем на прасето крила, например.

Or even an extra leg -- I'd settle for an extra leg.

Или пък допълнителен крак. Аз бих избрала него.

That would be kind of cool, right?

Това би било яко, нали?

But what is happening

Но това, което се случва,

is that CRISPR is being used by thousands and thousands of scientists

е, че хиляди учени използват CRISPR

to do really, really important work,

за изключително важна работа,

like making better models of diseases in animals, for example,

като подобряване на животинските моделни системи за изследване на болести,

or for taking pathways that produce valuable chemicals

или избор на пътища, произвеждащи ценни вещества,

and getting them into industrial production in fermentation vats,

за използването им в индустриалната продукция и ферментатори,

or even doing really basic research on what genes do.

или дори изследване на това, какво правят гените.

This is the story of CRISPR we should be telling,

Това е историята за CRISPR, която трябва да разказваме.

and I don't like it that the flashier aspects of it

И не ми харесва, че другите аспекти

are drowning all of this out.

пречат на това да бъде видяно.

Lots of scientists did a lot of work to make CRISPR happen,

Много учени са работили усилено, за да може CRISPR да стане реалност

and what's interesting to me

и за мен е много интересно,

is that these scientists are being supported by our society.

че обществото ни ги подкрепя.

Think about it.

Замислете се.

We've got an infrastructure that allows a certain percentage of people

Разполагаме с инфраструктура, която позволява на определен процент хора

to spend all their time doing research.

да прекарват времето си, провеждайки научни изследвания.

That makes us all the inventors of CRISPR,

Това прави всички ни създателите на CRISPR

and I would say that makes us all the shepherds of CRISPR.

и бих казала, че това прави всички ни пастирите на CRISPR.

We all have a responsibility.

Носим отговорност.

So I would urge you to really learn about these types of technologies,

Затова ви подтиквам да учите за тези видове технологии,

because, really, only in that way

защото само по този начин

are we going to be able to guide the development of these technologies,

ще бъдем способни да направляваме развитието

the use of these technologies

и употребата им

and make sure that, in the end, it's a positive outcome --

и да сме сигурни, че накрая резултатът ще е положителен

for both the planet and for us.

и за планетата, и за нас.

Thanks.

Благодаря.

(Applause)

(Аплодисменти)