What you need to know about CRISPR | Ellen Jorgensen

Übersetzung: Patricia Calderón Koch Lektorat: Angelika Lueckert Leon

So, has everybody heard of CRISPR?

Hat jeder von CRISPR gehört?

I would be shocked if you hadn't.

Ich wäre überrascht, wenn nicht.

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

Es ist eine Technik, das Genom zu verändern.

and it's so versatile and so controversial

Sie ist so vielseitig und widersprüchlich,

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

dass sie für spannende Diskussionen sorgt.

Should we bring back the woolly mammoth?

Sollten wir das Mammut auferstehen lassen?

Should we edit a human embryo?

Sollten wir Embryonen verändern?

And my personal favorite:

Mein persönlicher Favorit:

How can we justify wiping out an entire species

Wie können wir eine Spezies,

die wir als gefährlich für Menschen erachten,

that we consider harmful to humans

mit Hilfe dieser Technik

off the face of the Earth,

zuverlässig von der Erde tilgen?

using this technology?

This type of science is moving much faster

Die Forschung entwickelt sich sehr viel schneller

than the regulatory mechanisms that govern it.

als die Regulärien, die sie begleiten.

And so, for the past six years,

Deshalb habe ich es in den letzten 6 Jahren

I've made it my personal mission

zu meiner persönlichen Mission gemacht,

to make sure that as many people as possible understand

sicherzustellen, dass so viele Menschen wie möglich verstehen,

these types of technologies and their implications.

was diese Techniken und ihre Folgen sind.

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

CRISPR wurde in den Medien sehr gehypt.

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

Sie verwendeten meist Worte wie "einfach" und "billig".

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

Darauf will ich näher eingehen

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

und einige Mythen und Wahrheiten von CRISPR betrachten.

If you're trying to CRISPR a genome,

Wenn Sie mit CRISPR ein Genom verändern wollen,

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

müssen sie zuerst die DNA schädigen.

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

Man führt einen Doppelstrang-Bruch

through the double helix.

in der Doppelhelix der DNA durch.

And then the cellular repair processes kick in,

Nun greift der Zellreparaturvorgang ein.

and then we convince those repair processes

Wir bringen den Reparaturvorgang dazu,

to make the edit that we want,

so zu reparieren, wie wir es wollen,

and not a natural edit.

und nicht auf natürlichem Wege.

That's how it works.

So funktioniert es.

It's a two-part system.

Es ist ein zweistufiges System.

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

Sie brauchen das Cas9-Protein und eine sogenannte guide-RNA

I like to think of it as a guided missile.

Ich denke da an eine gelenkte Rakete.

So the Cas9 -- I love to anthropomorphize --

Das Cas9 -- ich vermenschliche gerne --

so the Cas9 is kind of this Pac-Man thing

das Cas9 ist wie Pac-Man,

that wants to chew DNA,

und es will DNA schlucken.

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

Die guide-RNA ist die Leine, die Cas9 vom Genom solange fern hält,

until it finds the exact spot where it matches.

bis es die genau passende Stelle findet.

And the combination of those two is called CRISPR.

Diese Paarkombination heisst CRISPR.

It's a system that we stole

Wir klauten dieses System

from an ancient, ancient bacterial immune system.

von einem sehr alten bakteriellen Immunsystem.

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

Das Erstaunliche daran ist, daß die guide-RNA,

only 20 letters of it,

nur 20 Buchstaben von ihr,

are what target the system.

das Ziel des Systems definiert.

This is really easy to design,

Das ist einfach herzustellen

and it's really cheap to buy.

und günstig zu kaufen.

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

Das ist der modulare Teil des Systems.

everything else stays the same.

Alles andere bleibt gleich.

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

Das macht es bemerkenswert einfach und mächtig im Einsatz.

The guide RNA and the Cas9 protein complex together

Der gemeinsame Cas9- und guide-RNA-Proteinkomplex

go bouncing along the genome,

wandert solange entlang des Genoms,

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

bis er eine Stelle findet, die zur guide-RNA passt.

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

dann zwängt er sich zwischen die Doppelstränge

it rips them apart,

und trennt die DNA

that triggers the Cas9 protein to cut,

mit Hilfe des Cas9-Proteins.

and all of a sudden,

Sofort haben wir eine Zelle,

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

die in totale Panik geraten ist.

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

Sie hat jetzt ein gebrochenes Stück DNA.

What does it do?

Was macht die Zelle?

It calls its first responders.

Sie ruft ihren Notdienst.

There are two major repair pathways.

Zwei Arten von Reparatur sind möglich.

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

Die erste nimmt die beiden Enden der DNA und fügt sie wieder zusammen.

This isn't a very efficient system,

Das ist nicht sehr effizient.

because what happens is sometimes a base drops out

Manchmal fällt eine Base heraus,

or a base is added.

manchmal wird eine Base addiert.

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

Das funktioniert, wenn man etwa ein Gen deaktivieren will,

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

es ist jedoch kein Weg, wie wir ein Genom editieren wollen.

The second repair pathway is a lot more interesting.

Die zweite Art zu reparieren ist sehr viel interessanter.

In this repair pathway,

Bei diesem Reparaturmechanismus

it takes a homologous piece of DNA.

wird ein gleiches Stück DNA genommen.

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

Bei uns Menschen mit 2 Chromosomensätzen

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

haben wir je einen Satz von Mutter und Vater.

so if one gets damaged,

Wenn ein Satz geschädigt wird,

it can use the other chromosome to repair it.

kann der andere Satz zur Reparatur gebraucht werden.

So that's where this comes from.

Da kommt es her.

The repair is made,

Die Reparatur ist gemacht.

and now the genome is safe again.

Das Genome ist wieder in Ordnung.

The way that we can hijack this

Wir können die Reparatur nun manipulieren,

is we can feed it a false piece of DNA,

indem wir ein falsches Stück DNA anbieten,

a piece that has homology on both ends

welches an beiden Enden gleich aussieht,

but is different in the middle.

aber in der Mitte etwas anderes trägt.

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

Wir können in der Mitte alles Mögliche einfügen.

and the cell gets fooled.

Die Zelle wird getäuscht.

So you can change a letter,

Sie können einen Buchstaben ändern

you can take letters out,

oder einen löschen,

but most importantly, you can stuff new DNA in,

oder, vor allem, neue DNA einfügen.

kind of like a Trojan horse.

Es ist wie ein trojanisches Pferd.

CRISPR is going to be amazing,

CRISPR wird immer erstaunlicher

in terms of the number of different scientific advances

hinsichtlich der Anzahl der wissenschaftlichen Fortschritte,

that it's going to catalyze.

das es mit anstößt.

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

Das Besondere daran ist das modulare Zielsystem.

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

Wir haben jahrelang an der DNA unseres Organismus herummanipuliert.

But because of the modular targeting system,

Mit diesem modularen Zielsystem

we can actually put it exactly where we want it.

können wir nun genau das, was wir wollen, einfügen.

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

Es wird viel davon geredet, dass es billig sei,

and it being easy.

dass es einfach sei.

And I run a community lab.

Ich leite ein Gemeinschaftslabor

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

Ich bekomme E-Mails von Leuten, die Dinge sagen, wie:

"Hey, can I come to your open night

"Kann ich zum Tag der offenen Tür kommen

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

und CRISPR nutzen, um mein Genom zu bearbeiten?"

(Laugher)

(Lachen)

Like, seriously.

Ernsthaft.

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

Ich: "Nein, können Sie nicht."

(Laughter)

(Lachen)

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

"Aber ich hörte, es sei günstig und einfach."

We're going to explore that a little bit.

Schauen wir uns das näher an.

So, how cheap is it?

Wie günstig ist es?

Yeah, it is cheap in comparison.

Es ist vergleichsweise günstig.

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

Es verringert die Materialkosten eines Experiments

from thousands of dollars to hundreds of dollars,

von tausenden zu hunderten von Dollar.

and it cuts the time a lot, too.

Die Zeit wird auch erheblich verkürzt.

It can cut it from weeks to days.

Man braucht nur noch Tage statt Wochen.

That's great.

Das ist großartig.

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

Sie brauchen immer noch ein professionelles Labor.

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

Sie werden außerhalb eines Labors nichts Vernünftiges zustande bringen.

I mean, don't listen to anyone who says

Hören Sie nicht auf Leute, die sagen,

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

dass sie diese Dinge auf Ihrem Küchentisch tun können.

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

Es ist wirklich nicht einfach, diese Art von Arbeit zu machen.

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

Zudem ist ein Patentstreit im Gange.

so even if you do invent something,

Selbst falls Sie etwas erfinden,

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

das Broad Institute und die UC Berkely sind im Patentstreit involiert.

It's really fascinating to watch it happen,

Es ist faszinierend, das zu beobachten.

because they're accusing each other of fraudulent claims

Beide klagen sich des Betrugs an.

and then they've got people saying,

Sie haben Leute, die sagen:

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

"ich schrieb hier und da was auf."

This isn't going to be settled for years.

Das wird jahrelang weiter gehen.

And when it is,

Wenn sie fertig sind,

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

können Sie darauf wetten, saftige Lizenzgebühren dafür zu zahlen,

in order to use this stuff.

diese Dinge zu nutzen.

So, is it really cheap?

Ist es also wirklich so günstig?

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

Wenn Sie Grundlagenforschung machen und ein Labor haben, ist es günstig.

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

Wie ist es mit der Einfachheit? Prüfen wir das mal an.

The devil is always in the details.

Der Teufel steckt im Detail.

We don't really know that much about cells.

Wir wissen nicht wirklich viel über Zellen.

Sie sind immer noch eine Art Black Box.

They're still kind of black boxes.

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

Zum Beispiel wissen wir nicht, wieso manche guide-RNA gut

and some guide RNAs don't.

und manche schlecht funktionieren.

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

Wir wissen nicht, wieso manche Zellen den einen Reparaturweg

and some cells would rather do the other.

und manche den anderen Reparaturweg gehen.

And besides that,

Außerdem gibt es das Problem,

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

das ganze System zunächst

in the first place.

in die Zelle zu bringen.

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

In einer Petrischale ist es nicht so schwierig,

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

machen Sie es jedoch für einen ganzen Organismus,

it gets really tricky.

wird es richtig schwierig.

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

Es geht noch, wenn man es auf Blut oder Knochenmark anwendet --

those are the targets of a lot of research now.

daran wird jetzt viel geforscht.

There was a great story of some little girl

Es gibt die tolle Geschichte eines kleinen Mädchens,

who they saved from leukemia

das von Leukämie geheilt wurde,

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

indem Blutzellen entnommen, editiert und wieder eingefügt wurden.

with a precursor of CRISPR.

Sie nahmen einen Vorläufer von CRISPR.

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

In diese Richtung forschen die Leute bereits.

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

Wenn der ganze Körper behandelt werden soll,

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

werden sie ein Virus nutzen müssen.

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

Man bringt CRISPR in das VIrus ein.

you let the virus infect the cell.

Das Virus infiziert die Zellen.

But now you've got this virus in there,

Jetzt haben Sie das Virus im Zellinnern.

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

Wir kennen die Langzeitfolgen nicht.

Plus, CRISPR has some off-target effects,

CRISPR macht zudem Fehler.

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

Zwar nur sehr selten, aber es gibt sie.

What's going to happen over time with that?

Welche Wirkung haben die Fehler mit der Zeit?

These are not trivial questions,

Das sind keine einfachen Fragen

and there are scientists that are trying to solve them,

Wissenschaftler versuchen, sie zu beantworten.

and they will eventually, hopefully, be solved.

Hoffentlich werden sie letztlich beantwortet werden.

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

Das ist überhaupt nicht "Plug & Play".

So: Is it really easy?

Ist es also wirklich einfach?

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

Wenn Sie es einige Jahre in Ihrem speziellen System optimieren,

yes, it is.

dann ist es einfach.

Now the other thing is,

Da gibt es noch eine andere Sache.

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

Wir wissen nicht genau, wie wir ganz bestimmte Ergebnisse

by changing particular spots in the genome.

durch Manipulation bestimmter Stellen des Genoms erzielen können.

We're a long way away from figuring out

Wir sind weit davon entfernt,

how to give a pig wings, for example.

einem Schwein Flügel zu verleihen.

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

Oder nur ein zusätzliches Bein. Das fände ich gut.

That would be kind of cool, right?

Das wäre doch cool, oder?

But what is happening

Was gerade wirklich geschieht,

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

CRISPR wird von tausenden von Wissenschaftlern genutzt,

to do really, really important work,

um wirklich wichtige Arbeit zu machen.

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

Sie machen z. B. bessere Modelle von Krankheiten in Tieren,

or for taking pathways that produce valuable chemicals

oder Sie öffnen Wege, zur Herstellung wertvoller Stoffe,

and getting them into industrial production in fermentation vats,

und ihrer industriellen Produktion in Bioreaktoren.

or even doing really basic research on what genes do.

Auch forschen Sie grundlegend danach, was die Gene im Einzelnen tun.

This is the story of CRISPR we should be telling,

Das ist die Geschichte, die wir über CRISPR erzählen sollten.

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

Ich mag es nicht, dass die oberflächlichen Aspekte

are drowning all of this out.

alles andere verdecken.

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

Viele Wissenschaftler arbeiteten hart, um CRISPR Wirklichkeit werden zu lassen.

and what's interesting to me

Was für mich bemerkenswert ist:

is that these scientists are being supported by our society.

diese Wissenschaftler haben den Rückhalt der Gesellschaft.

Think about it.

Stellen Sie sich das vor.

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

Wir haben eine Infrastruktur, die es einigen Menschen erlaubt,

to spend all their time doing research.

ihre ganze Zeit der Wissenschaft zu widmen.

That makes us all the inventors of CRISPR,

das macht uns alle zu Erfindern von CRISPR.

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

Es macht uns alle zu Hütern von CRISPR.

We all have a responsibility.

Wir alle haben eine Verantwortung.

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

Ich fordere Sie auf, sich wirklich über diese Technologien zu informieren,

because, really, only in that way

weil wir nur so in der Lage sind,

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

die Technologieentwicklung

the use of these technologies

und Technologienutzung zu begleiten,

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

und sicher zu stellen, dass am Ende etwas Gutes herauskommt.

for both the planet and for us.

Für uns und unseren Planeten.

Thanks.

Danke.

(Applause)

(Applaus)