Can we cure genetic diseases by rewriting DNA? | David R. Liu

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TED


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Übersetzung: Isabelle Lange Lektorat: P Hakenberg
00:13
The most important gift your mother and father ever gave you
0
13286
4031
Das wichtigste Geschenk, das Ihre Mutter und Ihr Vater Ihnen jemals gaben,
00:17
was the two sets of three billion letters of DNA
1
17341
2720
waren die zwei Sätze DNS, mit je drei Milliarden Buchstaben,
00:20
that make up your genome.
2
20085
1564
die Ihr Genom bilden.
Aber wie alles mit drei Milliarden Komponenten
00:22
But like anything with three billion components,
3
22014
2477
00:24
that gift is fragile.
4
24515
1400
ist auch dieses Geschenk fragil.
00:26
Sunlight, smoking, unhealthy eating,
5
26815
3540
Sonnenlicht, Rauchen, ungesunde Ernährung,
00:30
even spontaneous mistakes made by your cells,
6
30379
2992
aber auch spontane Fehler, die unsere Zellen machen,
00:33
all cause changes to your genome.
7
33395
1923
verändern unser Genom.
00:36
The most common kind of change in DNA
8
36942
3278
Die häufigste Veränderung in der DNS
00:40
is the simple swap of one letter, or base, such as C,
9
40244
4229
ist der Austausch von einem Buchstaben, oder einer Base, wie C,
00:44
with a different letter, such as T, G or A.
10
44497
3241
mit einem anderen, wie T, G oder A.
00:48
In any day, the cells in your body will collectively accumulate
11
48744
3373
Jeden Tag sammeln die Zellen im Körper
00:52
billions of these single-letter swaps, which are also called "point mutations."
12
52141
4836
Milliarden dieser Vertauschungen an, die Punktmutationen genannt werden.
00:58
Now, most of these point mutations are harmless.
13
58147
2531
Die meisten dieser Punktmutationen sind harmlos.
01:00
But every now and then,
14
60702
1158
Aber hin und wieder
01:01
a point mutation disrupts an important capability in a cell
15
61884
3993
stört eine Punktmutation eine wichtige Fähigkeit der Zelle.
01:05
or causes a cell to misbehave in harmful ways.
16
65901
3355
Oder führt zu einer Fehlfunktion mit schädlichen Folgen.
01:10
If that mutation were inherited from your parents
17
70099
2999
Wenn diese Mutation von Ihren Eltern an Sie weitergegeben wurde
01:13
or occurred early enough in your development,
18
73122
2660
oder sehr früh in Ihrer Entwicklung stattfand,
01:15
then the result would be that many or all of your cells
19
75806
2966
ist das Ergebnis, dass viele oder alle Ihrer Zellen
01:18
contain this harmful mutation.
20
78796
1912
diese schädliche Mutation enthalten.
01:21
And then you would be one of hundreds of millions of people
21
81153
3270
Dann wären Sie einer unter vielen hundert Millionen Menschen
01:24
with a genetic disease,
22
84447
1611
mit einer genetischen Krankheit,
01:26
such as sickle cell anemia or progeria
23
86082
3003
wie Sichelzellenanämie, Progerie,
01:29
or muscular dystrophy or Tay-Sachs disease.
24
89109
3121
Muskeldystrophie oder dem Tay-Sachs-Syndrom.
01:34
Grievous genetic diseases caused by point mutations
25
94225
3182
Schwere genetische Erkrankungen, die auf Punktmutationen beruhen,
01:37
are especially frustrating,
26
97431
1993
sind besonders frustrierend.
01:39
because we often know the exact single-letter change
27
99448
2904
Oft kennen wir den getauschten Buchstaben genau,
01:42
that causes the disease and, in theory, could cure the disease.
28
102376
4200
der die Krankheit verursacht und könnten die Krankheit theoretisch heilen.
01:47
Millions suffer from sickle cell anemia
29
107268
2849
Millionen leiden an Sichelzellenanämie,
01:50
because they have a single A to T point mutations
30
110141
3071
weil sie in beiden Versionen ihres Hämoglobin-Gens
01:53
in both copies of their hemoglobin gene.
31
113236
2361
eine einzige A zu T Punktmutation haben.
01:57
And children with progeria are born with a T
32
117529
3132
Und Kinder mit Progerie sind mit einem T geboren,
02:00
at a single position in their genome
33
120685
2168
an einer Stelle,
02:02
where you have a C,
34
122877
1399
wo Sie ein C haben.
02:05
with the devastating consequence that these wonderful, bright kids
35
125125
3439
Mit der furchtbaren Konsequenz, dass diese fröhlichen Kinder
02:08
age very rapidly and pass away by about age 14.
36
128588
3976
sehr schnell altern und mit etwa 14 Jahren sterben.
02:14
Throughout the history of medicine,
37
134358
1683
In der Geschichte der Medizin
kennen wir keinen Weg, um in lebenden Systemen
02:16
we have not had a way to efficiently correct point mutations
38
136065
3060
Punktmutationen effektiv zu korrigieren
02:19
in living systems,
39
139149
1769
02:20
to change that disease-causing T back into a C.
40
140942
3200
und das krankheitsauslösende T in ein C zu verwandeln.
02:25
Perhaps until now.
41
145482
1968
Vielleicht bis jetzt.
02:27
Because my laboratory recently succeeded in developing such a capability,
42
147474
4190
Denn mein Labor hatte vor kurzem Erfolg bei einem solchen Unterfangen.
02:31
which we call "base editing."
43
151688
1800
Wir nennen es "Basen-Editierung".
02:35
The story of how we developed base editing
44
155277
2024
Die Geschichte der Basen-Editierung
02:37
actually begins three billion years ago.
45
157325
2674
beginnt vor drei Milliarden Jahren.
02:41
We think of bacteria as sources of infection,
46
161055
2660
Bei Bakterien denken wir an Krankheitserreger.
02:43
but bacteria themselves are also prone to being infected,
47
163739
3314
Aber auch die Bakterien selbst können infiziert werden,
02:47
in particular, by viruses.
48
167077
1907
insbesondere von Viren.
02:49
So about three billion years ago,
49
169871
2151
Also haben Bakterien vor etwa drei Milliarden Jahren
02:52
bacteria evolved a defense mechanism to fight viral infection.
50
172046
3880
einen Verteidigungsmechanismus gegen virale Infektionen entwickelt.
02:57
That defense mechanism is now better known as CRISPR.
51
177649
2785
Man nennt diesen Mechanismus heute CRISPR.
03:01
And the warhead in CRISPR is this purple protein
52
181008
2825
Und die Waffe von CRISPR ist dieses lila Protein,
03:03
that acts like molecular scissors to cut DNA,
53
183857
3778
das als molekulare Schere fungiert und DNS schneidet.
03:07
breaking the double helix into two pieces.
54
187659
2428
Es bricht die Doppelhelix in zwei Teile auf.
03:11
If CRISPR couldn't distinguish between bacterial and viral DNA,
55
191323
3976
Wenn CRISPR nicht zwischen Bakterien- und Virus-DNS unterscheiden könnte,
03:15
it wouldn't be a very useful defense system.
56
195323
2239
wäre es kein sehr nützliches Verteidigungssystem.
03:18
But the most amazing feature of CRISPR
57
198315
2785
Aber das Unglaubliche an CRISPR ist,
03:21
is that the scissors can be programmed to search for,
58
201124
5037
dass die Schere programmiert werden kann,
nur eine ganz bestimmte DNS-Sequenz
03:26
bind to and cut
59
206185
2423
03:28
only a specific DNA sequence.
60
208632
2738
zu suchen, sich daran zu binden und diese zu schneiden.
03:32
So when a bacterium encounters a virus for the first time,
61
212911
3397
Wenn ein Bakterium zum ersten Mal auf ein Virus trifft,
03:36
it can store a small snippet of that virus's DNA
62
216332
3373
speichert es ein kleines Stück Virus-DNS,
03:39
for use as a program to direct the CRISPR scissors
63
219729
3644
um die CRISPR-Scheren zu programmieren,
03:43
to cut that viral DNA sequence during a future infection.
64
223397
3536
dass es bei einer künftigen Infektion dieses Virus, die virale DNS schneidet.
03:47
Cutting a virus's DNA messes up the function of the cut viral gene,
65
227778
4913
Das Zerschneiden stört die Funktion des viralen Gens
03:52
and therefore disrupts the virus's life cycle.
66
232715
2702
und unterbricht so den Lebenszyklus des Virus.
03:58
Remarkable researchers including Emmanuelle Charpentier, George Church,
67
238059
4801
Bemerkenswerte Wissenschaftler, wie Emmanuelle Charpentier, George Church,
04:02
Jennifer Doudna and Feng Zhang
68
242884
2653
Jennifer Doudna und Feng Zhang
04:05
showed six years ago how CRISPR scissors could be programmed
69
245561
3969
zeigten vor 6 Jahren, wie CRISPR-Scheren programmiert werden können,
04:09
to cut DNA sequences of our choosing,
70
249554
2587
um statt das zu tun, was das Bakterium sagt,
04:12
including sequences in your genome,
71
252165
2369
eine DNS-Sequenz der eigenen Wahl zu schneiden.
04:14
instead of the viral DNA sequences chosen by bacteria.
72
254558
3343
Das betrifft ebenfalls Sequenzen in Ihrem Genom.
04:18
But the outcomes are actually similar.
73
258550
2534
Aber das Ergebnis ist ebenfalls ähnlich.
04:21
Cutting a DNA sequence in your genome
74
261606
2468
Das Schneiden einer Sequenz der DNS in Ihrem Genom
04:24
also disrupts the function of the cut gene, typically,
75
264098
4127
zerstört auch hier die Funktion des betroffenen Gens,
04:28
by causing the insertion and deletion of random mixtures of DNA letters
76
268997
4467
weil an der Schnittstelle zufällige Buchstabenkombinationen
04:33
at the cut site.
77
273488
1153
eingefügt oder gelöscht werden.
04:36
Now, disrupting genes can be very useful for some applications.
78
276625
3881
In einigen Anwendungen kann auch das Zerstören von Genen nützlich sein.
04:42
But for most point mutations that cause genetic diseases,
79
282005
4301
Aber bei den meisten Punktmutationen, die genetische Krankheiten auslösen,
04:46
simply cutting the already-mutated gene won't benefit patients,
80
286330
4357
bringt den Patienten das simple Schneiden des bereits mutierten Gens nichts,
04:50
because the function of the mutated gene needs to be restored,
81
290711
3968
denn die Funktion des mutierten Gens muss wiederhergestellt werden,
04:54
not further disrupted.
82
294703
1615
und nicht noch weiter zerstört werden.
04:57
So cutting this already-mutated hemoglobin gene
83
297259
2882
Das Schneiden des bereits mutierten Hämoglobin-Gens,
05:00
that causes sickle cell anemia
84
300165
2523
welches die Sichelzellenanämie auslöst,
05:02
won't restore the ability of patients to make healthy red blood cells.
85
302712
3516
stellt die Fähigkeit zur Produktion roter gesunder Blutkörperchen nicht wieder her.
05:07
And while we can sometimes introduce new DNA sequences into cells
86
307631
4341
Obwohl wir neue DNS-Sequenzen in Zellen einschleusen können,
05:11
to replace the DNA sequences surrounding a cut site,
87
311996
3421
um die DNS-Sequenzen um eine Schnittstelle zu ersetzen,
05:15
that process, unfortunately, doesn't work in most types of cells,
88
315441
4324
funktioniert dieser Prozess in den meisten Zelltypen leider nicht
05:19
and the disrupted gene outcomes still predominate.
89
319789
2441
und es überwiegen weiter die gestörten Gene.
Wie viele Wissenschaftler träumte ich von einer Zukunft,
05:24
Like many scientists, I've dreamed of a future
90
324297
2182
05:26
in which we might be able to treat or maybe even cure
91
326503
2774
in der Gen-Krankheiten behandelbar oder sogar heilbar sind.
05:29
human genetic diseases.
92
329301
1371
05:31
But I saw the lack of a way to fix point mutations,
93
331135
3801
Aber ich sah auch, dass es an einer Möglichkeit fehlt, Mutationen zu heilen,
05:34
which cause most human genetic diseases,
94
334960
3024
welche die meisten dieser Krankheiten auslösen.
05:38
as a major problem standing in the way.
95
338008
2388
Das war also das Hauptproblem.
05:41
Being a chemist, I began working with my students
96
341434
2668
Als Chemiker begann ich mit meinen Studenten daran zu arbeiten,
05:44
to develop ways on performing chemistry directly on an individual DNA base,
97
344126
4935
die individuellen DNS-Basen direkt chemisch zu bearbeiten,
05:49
to truly fix, rather than disrupt, the mutations that cause genetic diseases.
98
349085
5619
um die Mutationen zu reparieren, statt sie nur zu zerstören.
05:56
The results of our efforts are molecular machines
99
356522
2548
Das Ergebnis unserer Arbeit sind molekulare Maschinen,
05:59
called "base editors."
100
359094
1388
genannt "Basen-Editoren".
06:01
Base editors use the programmable searching mechanism of CRISPR scissors,
101
361618
5475
Basen-Editoren nutzen den programmierbaren Suchmechanismus der CRISPR-Scheren,
06:07
but instead of cutting the DNA,
102
367117
2936
aber statt die DNS zu schneiden,
verwandeln sie einen DNS-Baustein in einen anderen,
06:10
they directly convert one base to another base
103
370077
2941
06:13
without disrupting the rest of the gene.
104
373042
2253
ohne den Rest des Gens zu zerstören.
06:16
So if you think of naturally occurring CRISPR proteins as molecular scissors,
105
376674
4158
Wenn Sie sich natürlich vorkommende CRISPR also als eine Art Schere vorstellen,
06:20
you can think of base editors as pencils,
106
380856
2786
dann sind Basen-Editoren wie Stifte,
06:23
capable of directly rewriting one DNA letter into another
107
383666
3496
die einen DNS-Buchstaben mit einem anderen überschreiben,
06:28
by actually rearranging the atoms of one DNA base
108
388098
3803
indem sie die Atome der DNS-Base neu arrangieren,
06:31
to instead become a different base.
109
391925
2334
sodass sie zu einer anderen Base werden.
06:35
Now, base editors don't exist in nature.
110
395513
2176
Basen-Editoren kommen in der Natur nicht vor.
06:38
In fact, we engineered the first base editor, shown here,
111
398683
3230
Sie sehen den ersten von uns erzeugten Base Editor hier.
06:41
from three separate proteins
112
401937
1357
Er besteht aus drei separaten Proteinen,
06:43
that don't even come from the same organism.
113
403318
2230
die nicht einmal aus demselben Organismus stammen.
06:46
We started by taking CRISPR scissors and disabling the ability to cut DNA
114
406151
5097
Wir nahmen CRISPR-Scheren und entfernten die DNS-Schneidefähigkeit,
06:51
while retaining its ability to search for and bind a target DNA sequence
115
411272
4539
während es programmierbar blieb und die Fähigkeit DNS zu suchen
06:55
in a programmed manner.
116
415835
1534
und sich dort zu binden, behielt.
06:58
To those disabled CRISPR scissors, shown in blue,
117
418351
2837
An die deaktivierten CRISPR-Scheren, hier in Blau zu sehen,
befestigten wir ein zweites Protein, zu sehen in Rot,
07:01
we attached a second protein in red,
118
421212
2508
07:03
which performs a chemical reaction on the DNA base C,
119
423744
4301
das an der C-Base eine chemische Reaktion hervorruft,
07:08
converting it into a base that behaves like T.
120
428069
3333
die es in eine Base verändert, die sich wie T verhält.
07:12
Third, we had to attach to the first two proteins
121
432958
3142
Zuletzt mussten wir noch ein weiteres Protein anbringen.
07:16
the protein shown in purple,
122
436124
1350
Hier ist es zu sehen in Lila.
07:17
which protects the edited base from being removed by the cell.
123
437498
3600
Es verhindert, dass die bearbeitete Base von der Zelle wieder entfernt wird.
07:22
The net result is an engineered three-part protein
124
442466
2842
Das Ergebnis ist ein künstliches dreiteiliges Protein,
07:25
that for the first time allows us to convert Cs into Ts
125
445332
4118
welches uns zum ersten Mal ein C in ein T verwandeln lässt,
07:29
at specified locations in the genome.
126
449474
2163
an von uns bestimmten Stellen im Genom.
07:33
But even at this point, our work was only half done.
127
453490
3032
Aber unsere Arbeit war an der Stelle nur halb erledigt.
07:36
Because in order to be stable in cells,
128
456546
2626
Denn um in den Zellen stabil zu sein,
07:39
the two strands of a DNA double helix have to form base pairs.
129
459196
3659
müssen die beiden Stränge der DNS-Doppelhelix Basenpaare bilden.
07:44
And because C only pairs with G,
130
464125
3658
Da C sich nur mit G bindet
07:47
and T only pairs with A,
131
467807
3002
und T sich nur mit A bindet,
07:51
simply changing a C to a T on one DNA strand creates a mismatch,
132
471752
4846
entsteht eine falsche Paarung, wenn man einfach ein C zu einem T macht,
07:56
a disagreement between the two DNA strands
133
476622
2849
eine Ungereimtheit zwischen den beiden DNS-Strängen.
07:59
that the cell has to resolve by deciding which strand to replace.
134
479495
4268
Das Problem löst die Zelle, indem sie einen der Stränge ersetzt.
08:05
We realized that we could further engineer this three-part protein
135
485149
4341
Wir konnten unser Protein noch verbessern,
08:10
to flag the nonedited strand as the one to be replaced
136
490649
3866
sodass es den unveränderten Strang als den zu ersetzenden markiert,
08:14
by nicking that strand.
137
494539
1911
indem es ihn einschneidet.
08:17
This little nick tricks the cell
138
497276
2529
Dieser Schnitt trickst die Zelle aus:
08:19
into replacing the nonedited G with an A
139
499829
4947
Sie ersetzt nun den unmodifizierten Strang
und macht dabei aus dem G ein A.
08:24
as it remakes the nicked strand,
140
504800
2325
08:27
thereby completing the conversion of what used to be a C-G base pair
141
507149
4031
Sie komplettiert so die Modifikation des ursprünglichen C-G-Basenpaars
in ein stabiles T-A-Basenpaar.
08:31
into a stable T-A base pair.
142
511204
2296
08:36
After several years of hard work
143
516585
1551
Nach Jahren harter Arbeit
unter der Leitung eines ehemaligen Postdoktoranden, Alexis Komor,
08:38
led by a former post doc in the lab, Alexis Komor,
144
518160
3981
08:42
we succeeded in developing this first class of base editor,
145
522165
3182
konnten wir eine erste Klasse von Basen-Editoren entwickeln,
08:45
which converts Cs into Ts and Gs into As
146
525371
3666
die C in T konvertiert und G zu A.
Und das an von uns bestimmten Punkten.
08:49
at targeted positions of our choosing.
147
529061
2159
08:52
Among the more than 35,000 known disease-associated point mutations,
148
532633
5230
Es gibt etwa 35.000 Krankheiten, die durch Punktmutationen bedingt sind.
08:57
the two kinds of mutations that this first base editor can reverse
149
537887
3785
Zwei Arten davon kann der erste Basen-Editor korrigieren,
09:01
collectively account for about 14 percent or 5,000 or so pathogenic point mutations.
150
541696
6143
was insgesamt etwa 14 % oder 5000 pathogene Mutationen ausmacht.
09:08
But correcting the largest fraction of disease-causing point mutations
151
548593
4770
Aber um den größten Teil der Punktmutationen zu korrigieren,
09:13
would require developing a second class of base editor,
152
553387
3635
müsste man eine zweite Klasse von Basen-Editoren entwickeln.
09:17
one that could convert As into Gs or Ts into Cs.
153
557046
4086
Um A in G und T in C umwandeln zu können.
09:22
Led by Nicole Gaudelli, a former post doc in the lab,
154
562846
3727
Unter der Leitung von Nicole Gaudelli, einer ehemaligen Postdoktorandin im Labor,
09:26
we set out to develop this second class of base editor,
155
566597
3122
haben wir uns an die Entwicklung gemacht.
09:29
which, in theory, could correct up to almost half of pathogenic point mutations,
156
569743
6127
Theoretisch könnten wir dann die Hälfte aller pathogenen Punktmutationen heilen,
09:35
including that mutation that causes the rapid-aging disease progeria.
157
575894
3911
einschließlich der, die Progerie auslöst.
09:42
We realized that we could borrow, once again,
158
582107
3167
Auch hier konnten wir wieder
09:45
the targeting mechanism of CRISPR scissors
159
585298
4068
den Suchmechanismus der CRISPR-Scheren verwenden,
um den Basen-Editor an die richtige Stelle zu manövrieren.
09:49
to bring the new base editor to the right site in a genome.
160
589390
5161
09:55
But we quickly encountered an incredible problem;
161
595543
3092
Doch schnell stießen wir auf ein großes Problem.
09:59
namely, there is no protein
162
599896
2428
Es gibt nämlich kein bekanntes Protein,
10:02
that's known to convert A into G or T into C
163
602348
4052
das in der DNS ein A in G oder ein T in C umwandelt.
10:06
in DNA.
164
606424
1161
10:08
Faced with such a serious stumbling block,
165
608760
2166
Mit so einem Stolperstein konfrontiert,
10:10
most students would probably look for another project,
166
610950
2532
würden sich die meisten Studenten nach einem neuen Projekt,
10:13
if not another research advisor.
167
613506
1740
oder Forschungsberater umsehen.
10:15
(Laughter)
168
615270
1164
(Gelächter)
10:16
But Nicole agreed to proceed with a plan
169
616458
1942
Aber Nicole beschloss mit dem Projekt fortzufahren,
10:18
that seemed wildly ambitious at the time.
170
618424
2667
welches damals sehr ambitioniert erschien.
10:21
Given the absence of a naturally occurring protein
171
621966
2339
Weil es in der Natur kein Protein gibt,
das den nötigen chemischen Vorgang ausführen würde,
10:24
that performs the necessary chemistry,
172
624329
2161
10:26
we decided we would evolve our own protein in the laboratory
173
626514
3436
beschlossen wir eines im Labor zu entwickeln.
10:29
to convert A into a base that behaves like G,
174
629974
3835
Eines, das A in eine Base umwandelt, die sich wie G verhält.
10:33
starting from a protein that performs related chemistry on RNA.
175
633833
4827
Wir starteten mit einem Protein, das Ähnliches bei RNS bewirkt.
10:39
We set up a Darwinian survival-of-the-fittest selection system
176
639230
3934
Wir haben ein darwinsches System zur Selektion konstruiert,
10:43
that explored tens of millions of protein variants
177
643188
3992
das viele Millionen Proteinvarianten erforscht
10:47
and only allowed those rare variants
178
647204
2018
und nur denen, die erforderliche chemischen Reaktionen ausführen,
10:49
that could perform the necessary chemistry to survive.
179
649246
3221
das Überleben ermöglicht.
10:53
We ended up with a protein shown here,
180
653883
2388
Das Ergebnis ist dieses Protein.
10:56
the first that can convert A in DNA
181
656295
2857
Das Erste, das ein A in der DNS
10:59
into a base that resembles G.
182
659176
2092
in eine Base wie G konvertieren kann.
11:01
And when we attached that protein
183
661292
1603
Wir brachten dieses Protein an das modifizierte CRISPR an,
11:02
to the disabled CRISPR scissors, shown in blue,
184
662919
2571
hier in Blau zu sehen,
11:05
we produced the second base editor,
185
665514
2008
und erschufen den zweiten Basen-Editor.
11:07
which converts As into Gs,
186
667546
3095
Er konvertiert A in G
11:10
and then uses the same strand-nicking strategy
187
670665
3841
und um die Zelle auszutricksen,
11:14
that we used in the first base editor
188
674530
1920
nutzt er wie der erste Basen-Editor,
11:16
to trick the cell into replacing the nonedited T with a C
189
676474
5465
die Einkerbe-Technik, um das unmodifizierte T in C zu verändern,
11:21
as it remakes that nicked strand,
190
681963
1675
wenn der eingekerbte Strang erneuert wird, und so die Modifikation von A-T
11:23
thereby completing the conversion of an A-T base pair to a G-C base pair.
191
683662
4171
zum G-C-Basenpaar vervollständigt.
11:28
(Applause)
192
688845
2047
(Applaus)
11:30
Thank you.
193
690916
1170
Vielen Dank.
11:32
(Applause)
194
692110
3357
(Applaus)
11:35
As an academic scientist in the US,
195
695491
2335
Als Wissenschaftler in den USA,
11:37
I'm not used to being interrupted by applause.
196
697850
2147
bin ich es nicht gewohnt, von Applaus unterbrochen zu werden.
11:40
(Laughter)
197
700021
3151
(Gelächter)
11:43
We developed these first two classes of base editors
198
703196
4405
Wir entwickelten diese ersten beiden Klassen von Basen-Editoren
11:47
only three years ago and one and a half years ago.
199
707625
2774
vor gerade einmal 3 und 1,5 Jahren.
11:51
But even in that short time,
200
711267
1548
Schon in dieser kurzen Zeit
11:52
base editing has become widely used by the biomedical research community.
201
712839
3722
hat Basen-Editierung viel Anwendung in der biomedizinischen Forschung gefunden.
11:57
Base editors have been sent more than 6,000 times
202
717776
4365
Es gab Anfragen von mehr als 1000 Forschern weltweit.
12:02
at the request of more than 1,000 researchers around the globe.
203
722165
3871
Und es wurden mehr als 6000 Basen-Editoren verschickt.
12:07
A hundred scientific research papers have been published already,
204
727475
3516
Hundert wissenschaftliche Artikel wurden veröffentlicht,
12:11
using base editors in organisms ranging from bacteria
205
731015
3728
in denen Basen-Editoren in Organismen, wie Bakterien oder Pflanzen,
12:14
to plants to mice to primates.
206
734767
2134
bis hin zu Mäusen und Primaten Anwendung fanden.
12:19
While base editors are too new
207
739950
1607
Noch sind Basen-Editoren zu neu,
12:21
to have already entered human clinical trials,
208
741581
2885
um bei Menschen eingesetzt zu werden.
12:24
scientists have succeeded in achieving a critical milestone towards that goal
209
744490
5122
Aber Wissenschaftler haben bereits einen Meilenstein auf dem Weg erreicht,
12:29
by using base editors in animals
210
749636
2849
indem man Basen-Editoren in Tieren angewendet hat,
12:32
to correct point mutations that cause human genetic diseases.
211
752509
3909
um Punktmutationen zu korrigieren, die bei Menschen Krankheiten auslösen.
12:37
For example,
212
757815
1151
Zum Beispiel hat ein Team aus Wissenschaftlern
12:38
a collaborative team of scientists led by Luke Koblan and Jon Levy,
213
758990
3793
unter der Führung von Luke Koblan und Jon Levy,
12:42
two additional students in my lab,
214
762807
2413
zwei Studenten aus meinem Labor,
12:45
recently used a virus to deliver that second base editor
215
765244
4119
vor kurzem einen Virus genutzt, um den zweiten Basen-Editor
12:49
into a mouse with progeria,
216
769387
2190
in eine Maus zu überführen, die an Progerie leidet.
12:51
changing that disease-causing T back into a C
217
771601
3857
Das krankheitsauslösende T wurde in ein C korrigiert
12:55
and reversing its consequences at the DNA, RNA and protein levels.
218
775482
4106
und die Auswirkungen der Mutation an DNS, RNS und Proteinen rückgängig gemacht.
13:00
Base editors have also been used in animals
219
780880
2746
In Tieren konnten weitere Auswirkungen von Mutationen rückgängig gemacht werden.
13:03
to reverse the consequence of tyrosinemia,
220
783650
2924
Dazu zählen Tyrosinämie,
13:07
beta thalassemia, muscular dystrophy,
221
787642
3618
Beta Thalassämie, Muskeldystrophie,
13:11
phenylketonuria, a congenital deafness
222
791284
3690
Phenylketonurie, angeborene Taubheit
13:14
and a type of cardiovascular disease --
223
794998
1939
und eine Herz-Kreislauf-Erkrankung.
13:16
in each case, by directly correcting a point mutation
224
796961
4862
In allen Fällen geschah dies durch die direkte Korrektur einer Punktmutation,
13:21
that causes or contributes to the disease.
225
801847
2553
die die Krankheit auslöst oder daran beteiligt war.
13:25
In plants, base editors have been used
226
805688
2056
In Pflanzen nutzte man Basen-Editoren,
13:27
to introduce individual single DNA letter changes
227
807768
4072
um einzelne Basen der DNS auszutauschen,
13:31
that could lead to better crops.
228
811864
1968
was zu verbesserten Erträgen führt.
13:34
And biologists have used base editors to probe the role of individual letters
229
814253
4589
Und Biologen nutzten Basen-Editoren, um zu untersuchen, welche Rolle eine Base
13:38
in genes associated with diseases such as cancer.
230
818866
2817
in Genen spielt, die mit Krankheiten, wie Krebs in Verbindung gebracht werden.
13:43
Two companies I cofounded, Beam Therapeutics and Pairwise Plants,
231
823046
4567
Beam Therapeutics und Pairwise Plants, Firmen, die ich mitbegründet habe,
13:47
are using base editing to treat human genetic diseases
232
827637
3825
nutzen Basen-Editierung um genetische Erkrankungen bei Menschen zu behandeln
13:51
and to improve agriculture.
233
831486
1606
und um die Landwirtschaft zu verbessern.
13:53
All of these applications of base editing
234
833953
1966
All diese Anwendungen von Basen-Editierung
13:55
have taken place in less than the past three years:
235
835943
3094
haben in den letzten drei Jahren stattgefunden.
13:59
on the historical timescale of science,
236
839061
2364
Aus historischer Sicht
14:01
the blink of an eye.
237
841449
1282
ein Augenblinzeln.
14:04
Additional work lies ahead
238
844657
1253
Es gibt noch viel zu tun,
14:05
before base editing can realize its full potential
239
845934
3032
bevor man das volle Potenzial von Basen-Editierung nutzen kann,
14:08
to improve the lives of patients with genetic diseases.
240
848990
3614
um das Leben von Patienten mit genetischen Krankheiten zu verbessern.
14:13
While many of these diseases are thought to be treatable
241
853244
2780
Während man vermutet, dass viele dieser Krankheiten behandelbar sind,
14:16
by correcting the underlying mutation
242
856048
1849
indem man die Punktmutation korrigiert,
14:17
in even a modest fraction of cells in an organ,
243
857921
3516
in nur wenigen Zellen eines Organs,
14:21
delivering molecular machines like base editors
244
861461
2976
so ist es eine Herausforderung, diese kleinen molekularen Maschinen
14:24
into cells in a human being
245
864461
1767
wie die Basen-Editoren,
14:26
can be challenging.
246
866252
1169
in menschliche Zellen einzuschleusen.
14:28
Co-opting nature's viruses to deliver base editors
247
868962
3373
Eine gute Methode ist es, natürliche Viren zu benutzen.
Statt die Moleküle zu übertragen, die eine Erkältung auslösen,
14:32
instead of the molecules that give you a cold
248
872359
2198
14:34
is one of several promising delivery strategies
249
874581
2687
werden die Basen-Editoren übertragen.
14:37
that's been successfully used.
250
877292
1659
Diese Methode wurde bereits erfolgreich angewandt.
Wir müssen weitere dieser molekularen Maschinen entwickeln,
14:40
Continuing to develop new molecular machines
251
880268
2365
14:42
that can make all of the remaining ways
252
882657
1868
um auch die übrigen Mutationen zu heilen,
14:44
to convert one base pair to another base pair
253
884549
2892
also ein Basenpaar in ein anderes konvertieren können,
14:47
and that minimize unwanted editing at off-target locations in cells
254
887465
4380
und so das Risiko von Veränderungen
14:51
is very important.
255
891869
1200
an ungewollten Stellen minimieren.
14:53
And engaging with other scientists, doctors, ethicists and governments
256
893782
4706
Austausch mit anderen Wissenschaftlern, Doktoren, Ethikern und Regierungen
14:58
to maximize the likelihood that base editing is applied thoughtfully,
257
898512
4791
ist wichtig, um sicherzustellen, dass Basen-Editierung
bedacht, sicher und ethisch verantwortungsvoll eingesetzt wird.
15:03
safely and ethically,
258
903327
2381
15:05
remains a critical obligation.
259
905732
2000
Das bleibt eine wesentliche Verpflichtung.
15:09
These challenges notwithstanding,
260
909525
1611
Ungeachtet dieser Schwierigkeiten, hätten Sie mir vor fünf Jahren erzählt,
15:11
if you had told me even just five years ago
261
911160
3655
15:14
that researchers around the globe
262
914839
1651
dass Forscher weltweit im Labor erzeugte molekulare Maschinen nutzen werden,
15:16
would be using laboratory-evolved molecular machines
263
916514
3539
15:20
to directly convert an individual base pair
264
920077
2997
um ein individuelles Basenpaar
direkt in ein anderes umzuwandeln,
15:23
to another base pair
265
923098
1182
15:24
at a specified location in the human genome
266
924304
2619
und das an einer ganz bestimmten Stelle im Genom,
15:26
efficiently and with a minimum of other outcomes,
267
926947
3825
effizient, mit minimalen Nebenwirkungen,
15:30
I would have asked you,
268
930796
1168
hätte ich Sie gefragt:
15:31
"What science-fiction novel are you reading?"
269
931988
2474
"Was für eine Science Fiction Geschichte lesen Sie denn gerade?"
15:35
Thanks to a relentlessly dedicated group of students
270
935706
3460
Dank einer engagierten Gruppe Studenten,
15:39
who were creative enough to engineer what we could design ourselves
271
939190
4460
die kreativ genug war, etwas zu designen,
15:43
and brave enough to evolve what we couldn't,
272
943674
2925
und mutig genug es zu erschaffen, was wir nicht konnten,
15:46
base editing has begun to transform that science-fiction-like aspiration
273
946623
5040
wurde Basen-Editierung zu einer Hoffnung, die nach Science Fiction klingt,
15:51
into an exciting new reality,
274
951687
1857
aber zur Realität wird,
15:54
one in which the most important gift we give our children
275
954250
3231
in der das wichtigste Geschenk an unsere Kinder
15:57
may not only be three billion letters of DNA,
276
957505
3025
nicht nur die drei Milliarden Buchstaben an DNS sind,
16:00
but also the means to protect and repair them.
277
960554
3110
sondern auch die Möglichkeit, diese zu schützen und zu reparieren.
16:04
Thank you.
278
964339
1151
Vielen Dank.
16:05
(Applause)
279
965514
4502
(Applaus)
Vielen Dank.
16:10
Thank you.
280
970040
1150
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