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

Translator: Masoud Motamedifar Reviewer: Saba Rezaie

The most important gift your mother and father ever gave you

مهمترین هدیه‌ای که پدر و مادر شما تا به حال به شما داده‌اند

was the two sets of three billion letters of DNA

دو دسته‌ی سه میلیاردی از حروف DNA بوده

that make up your genome.

که ژنوم شما را می‌سازد.

But like anything with three billion components,

اما مثل هر چیز دیگری با سه میلیارد اجزا،

that gift is fragile.

آن هدیه آسیب‌پذیر است.

Sunlight, smoking, unhealthy eating,

نور خورشید، سیگار، تغذیه ناسالم،

even spontaneous mistakes made by your cells,

حتی اشتباهات خود بخودی سلول‌هایتان،

all cause changes to your genome.

همگی باعث تغییر در ژنوم شما می‌شود.

The most common kind of change in DNA

رایج‌ترین تغییر در DNA

is the simple swap of one letter, or base, such as C,

مبادله‌ی ساده‌ی یک حرف، یا باز، مثل C،

with a different letter, such as T, G or A.

با حرف دیگر، مثل T، G، یا A هست.

In any day, the cells in your body will collectively accumulate

در هر روز، سلولهای بدن شما در مجموع

billions of these single-letter swaps, which are also called "point mutations."

میلیاردها مبادلات تک حرفی انجام می‌دهند که «جهش‌های نقطه‌ای» نیز نامیده می‌شوند.

Now, most of these point mutations are harmless.

بیشتر این جهش‌های نقطه‌ای بدون ضرر هستند.

But every now and then,

اما هر از گاهی،

a point mutation disrupts an important capability in a cell

یک جهش نقطه‌ای قابلیتی مهم در یک سلول را مختل می‌کند

or causes a cell to misbehave in harmful ways.

یا باعث می‌شود سلول به روش‌های مخربی بدرفتاری کند.

If that mutation were inherited from your parents

اگر آن جهش از والدین شما به ارث رسیده باشد

or occurred early enough in your development,

یا خیلی زود در دوران رشد شما رخ داده باشد،

then the result would be that many or all of your cells

نتیجه این خواهد شد که بسیاری یا تمام سلول‌های شما

contain this harmful mutation.

این جهش خطرناک را داشته باشند.

And then you would be one of hundreds of millions of people

و شما درنهایت یکی از صدها میلیون نفری خواهید شد

with a genetic disease,

که به بیماری ژنتیکی،

such as sickle cell anemia or progeria

مثل کم‌خونی سلول داسی شکل یا پیری زودرس

or muscular dystrophy or Tay-Sachs disease.

یا تحلیل عضلانی یا بیماری تای ساکس مبتلا خواهید شد.

Grievous genetic diseases caused by point mutations

بیماری‌های شدید ژنتیکی که به وسیله‌ی جهش‌های نقطه‌ای رخ می‌دهند

are especially frustrating,

واقعا ناامید کننده هستند،

because we often know the exact single-letter change

چون ما اغلب تغییر دقیق یک حرف را می‌دانیم

that causes the disease and, in theory, could cure the disease.

که باعث بیماری می‌شود و از لحاظ تئوری، می‌توانیم آن را درمان کنیم.

Millions suffer from sickle cell anemia

میلیون‌ها نفر از کم‌خونی سلول داسی شکل رنج می‌برند

because they have a single A to T point mutations

چون آنها جهش‌هایی نقطه‌ای از A تا T

in both copies of their hemoglobin gene.

در هر دو نسخه‌ی ژن هموگلوبین خود دارند.

And children with progeria are born with a T

و کودکان دچار پیری زودرس با T

at a single position in their genome

در یک جایگاه در ژنومشان به دنیا می‌آیند

where you have a C,

جایی که شما یک C دارید،

with the devastating consequence that these wonderful, bright kids

با عواقب ویرانگری که این بچه‌های باهوش و فوق‌العاده

age very rapidly and pass away by about age 14.

خیلی سریع پیر می‌شوند و حدودا تا ۱۴ سالگی فوت می‌کنند.

Throughout the history of medicine,

در طول تاریخ درمان،

we have not had a way to efficiently correct point mutations

ما راهی برای اصلاح موثر جهش‌های نقطه‌ای

in living systems,

در سیستم‌های زنده نداشته‌ایم،

to change that disease-causing T back into a C.

تا آن T باعث بیماری را به C تغییر دهیم.

Perhaps until now.

شاید تا به امروز.

Because my laboratory recently succeeded in developing such a capability,

چون آزمایشگاه من اخیرا موفق به توسعه‌ی چنین توانایی شده است،

which we call "base editing."

که ما آن را «ویرایش باز» می‌نامیم. [ویرایش مولکولی DNA]

The story of how we developed base editing

داستان اینکه ما چطور به ویرایش باز رسیدیم

actually begins three billion years ago.

در حقیقت به سه میلیارد سال قبل باز می‌گردد.

We think of bacteria as sources of infection,

ما به باکتری به عنوان منبع بیماری نگاه می‌کنیم،

but bacteria themselves are also prone to being infected,

اما باکتری‌ها خودشان مستعد آلوده شدن هستند،

in particular, by viruses.

بویژه توسط ویروس‌ها.

So about three billion years ago,

بنابراین حدود سه میلیارد سال قبل،

bacteria evolved a defense mechanism to fight viral infection.

باکتری‌ها مکانیسمی دفاعی برای مبارزه با عفونت‌های ویروسی شکل دادند.

That defense mechanism is now better known as CRISPR.

آن مکانیسم دفاعی امروزه بیشتر به عنوان کریسپر شناخته می‌شود

And the warhead in CRISPR is this purple protein

و کلاهک جنگی در کریسپر این پروتئین بنفش رنگ است

that acts like molecular scissors to cut DNA,

که مانند قیچی مولکولی برای بریدن DNA عمل می‌کند،

breaking the double helix into two pieces.

و هلیکس‌های دوگانه را به دو قسمت می‌شکند.

If CRISPR couldn't distinguish between bacterial and viral DNA,

اگر کریسپر نتواند تفاوت بین DNA باکتریایی و ویروسی را تشخیص دهد،

it wouldn't be a very useful defense system.

آن سیستم دفاعی مطمئن نخواهد بود.

But the most amazing feature of CRISPR

اما مهمترین ویژگی کریسپر این است

is that the scissors can be programmed to search for,

که قیچی‌ها می‌توانند برنامه‌ریزی شوند تا تنها یک توالی خاص DNA

bind to and cut

را جستجو کنند، به آنها متصل شوند،

only a specific DNA sequence.

و آنها را برش دهند.

So when a bacterium encounters a virus for the first time,

بنابراین وقتی باکتری برای اولین بار با ویروسی مواجه می‌شود،

it can store a small snippet of that virus's DNA

می‌تواند بخش کوچکی از DNA ویروس را ذخیره کند

for use as a program to direct the CRISPR scissors

تا به عنوان برنامه برای هدایت کردن قیچی‌های کریسپر استفاده کند

to cut that viral DNA sequence during a future infection.

تا توالی آن DNA ویروسی را در دوران عفونت در آینده قطع کند.

Cutting a virus's DNA messes up the function of the cut viral gene,

قطع کردن DNA یک ویروس نقش ژن ویروسی جدا شده را به هم می‌ریزد،

and therefore disrupts the virus's life cycle.

و بنابراین چرخه‌ی زندگی ویروس را مختل می‌کند.

Remarkable researchers including Emmanuelle Charpentier, George Church,

محققان بزرگی از جمله امانوئل چارپنتیر، جورج چرچ،

Jennifer Doudna and Feng Zhang

جنیفر دوندا، فنگ ژنگ

showed six years ago how CRISPR scissors could be programmed

۶ سال پیش نشان دادند قیچی‌های کریسپر چطورمی‌توانند برنامه‌ریزی شوند

to cut DNA sequences of our choosing,

تا توالی DNA منتخب ما را قطع کنند،

including sequences in your genome,

شامل توالی ژنوم شما،

instead of the viral DNA sequences chosen by bacteria.

به جای توالی‌های DNA ویروسی که توسط باکتری انتخاب شده است.

But the outcomes are actually similar.

اما نتایج درواقع شبیه هستند.

Cutting a DNA sequence in your genome

جدا کردن توالی DNA در ژنوم شما

also disrupts the function of the cut gene, typically,

معمولا عملکرد ژن جدا شده را نیزمختل می‌کند،

by causing the insertion and deletion of random mixtures of DNA letters

با قرار دادن و حذف کردن ترکیب‌های تصادفی از حروف DNA

at the cut site.

در محل برش.

Now, disrupting genes can be very useful for some applications.

اکنون مختل کردن ژن‌ها می‌تواند برای بعضی کاربردها خیلی مفید باشد.

But for most point mutations that cause genetic diseases,

اما در بیشتر جهش‌های نقطه‌ای که باعث بیماری‌های ژنتیکی می‌شوند،

simply cutting the already-mutated gene won't benefit patients,

بریدن ژن قبلا جهش یافته به تنهایی به نفع بیماران نیست،

because the function of the mutated gene needs to be restored,

زیرا نقش ژن جهش یافته باید ترمیم شود،

not further disrupted.

و نه اینکه بیشترمختل شود.

بنابراین بریدن این ژن از قبل جهش یافته‌ی هموگلوبین

So cutting this already-mutated hemoglobin gene

that causes sickle cell anemia

که باعث کم‌خونی سلول داسی شکل می‌شود

won't restore the ability of patients to make healthy red blood cells.

توانایی بیماران را برای ایجاد سلول‌های خونی قرمز و سالم ترمیم نمی‌کند.

And while we can sometimes introduce new DNA sequences into cells

و درحالیکه گاهی می‌توانیم توالی جدید DNA را در سلول‌ها معرفی کنیم

to replace the DNA sequences surrounding a cut site,

تا جایگزین توالی‌های DNA در اطراف محل برش بشود،

that process, unfortunately, doesn't work in most types of cells,

متاسفانه، آن فرایند در بیشتر گونه‌های سلولی کار نمی‌کند،

and the disrupted gene outcomes still predominate.

و عواقب ژن‌های مختل شده همچنان غالب است.

Like many scientists, I've dreamed of a future

مثل خیلی ازدانشمندان رویای آینده‌ای را دیده‌ام

in which we might be able to treat or maybe even cure

که در آن ممکن باشد بتوانیم بیماری‌های ژنتیکی انسان را

human genetic diseases.

معالجه یا درمان کنیم.

But I saw the lack of a way to fix point mutations,

اما من خلا روش ترمیم جهش‌های نقطه‌ای

which cause most human genetic diseases,

را که باعث بروز بیشتر بیماری‌های ژنتیکی انسان می‌شود،

as a major problem standing in the way.

به عنوان مشکلی اساسی بر سر راه می‌دیدم .

Being a chemist, I began working with my students

به عنوان شیمی‌دان، من شروع به کار با دانش‌آموزانم کردم

to develop ways on performing chemistry directly on an individual DNA base,

تا روش‌هایی برای اجرای مستقیم عملیات شیمیایی روی بازهای DNA افراد توسعه دهیم،

to truly fix, rather than disrupt, the mutations that cause genetic diseases.

و جهش‌هایی که باعث بیماری ژنتیکی می‌شوند را به جای مختل کردن واقعا درمان کنیم.

The results of our efforts are molecular machines

نتیجه‌ی تلاش‌هایمان دستگاه‌های مولکولی هستند که

called "base editors."

«ویرایشگرهای باز» نام دارند. [ویرایش مولکولی DNA]

Base editors use the programmable searching mechanism of CRISPR scissors,

ویرایشگرهای باز از مکانیسم قابل جستجوی قیچی‌های کریسپر استفاده می‌کنند،

but instead of cutting the DNA,

اما به جای برش DNA،

they directly convert one base to another base

آنها مستقیم یک باز را به دیگری تغییر می‌دهند

without disrupting the rest of the gene.

بدون مختل کردن بقیه ژنها.

So if you think of naturally occurring CRISPR proteins as molecular scissors,

بنابراین اگر به پروتئین‌های طبیعی کریسپر به عنوان قیچی‌های مولکولی فکر کنید،

you can think of base editors as pencils,

می‌توانید ویرایشگرهای باز را مداد در نظر بگیرید،

capable of directly rewriting one DNA letter into another

که مستقیما قادر هستند یک حرف DNA را به حرف دیگر تبدیل کنند

by actually rearranging the atoms of one DNA base

در واقع با مرتب کردن دوباره اتم‌های باز DNA

to instead become a different base.

تا برخلالف [قیچی] به باز متفاوتی تبدیل شوند.

Now, base editors don't exist in nature.

اکنون، ویرایشگرهای باز در طبیعت وجود ندارند.

In fact, we engineered the first base editor, shown here,

درواقع ما اولین ویرایشگر باز را که اینجا نشان داده شده طراحی کردیم،

from three separate proteins

از سه پروتئین جدا

that don't even come from the same organism.

که حتی ازارگان مشابهی نیستند.

We started by taking CRISPR scissors and disabling the ability to cut DNA

ما با گرفتن قیچی‌های کریسپر و غیرفعال کردن توانایی بریدن DNA کارمان را آغاز کردیم

while retaining its ability to search for and bind a target DNA sequence

درحالیکه توانایی جستجو و متصل شدن به توالی DNA را حفظ کردیم

in a programmed manner.

با حالتی برنامه‌ریزی شده.

To those disabled CRISPR scissors, shown in blue,

به قیچی‌های کریسپر غیرفعال شده که با رنگ آبی نشان داده شده،

we attached a second protein in red,

ما پروتئین دوم قرمز رنگ را متصل کردیم،

which performs a chemical reaction on the DNA base C,

که واکنشی شیمیایی روی DNA باز C انجام می‌دهد.

converting it into a base that behaves like T.

آن را به بازی تبدیل می‌کند که مثل T رفتار می‌کند.

Third, we had to attach to the first two proteins

سوم، ما مجبور بودیم پروتئین دیگری را به دو پروتئین اول

متصل کنیم که با رنگ بنفش نشان داده شده

the protein shown in purple,

which protects the edited base from being removed by the cell.

که باز ویرایش شده را از حذف شدن توسط سلول محافظت می‌کند.

The net result is an engineered three-part protein

نتیجه‌ی نهایی پروتئینی مهندسی شده و سه قسمتی است

that for the first time allows us to convert Cs into Ts

که برای اولین بار به ما اجازه می‌دهد C را به T تبدیل کنیم

at specified locations in the genome.

در مکانهای مشخصی در ژنوم.

But even at this point, our work was only half done.

اما حتی در این مرحله، تنها نیمی از کار ما انجام شده بود.

Because in order to be stable in cells,

چون برای ثابت ماندن در سلول‌ها،

the two strands of a DNA double helix have to form base pairs.

دو رشته‌ی دوگانه‌ی هلیکس در DNA باید جفت‌های باز بسازند.

And because C only pairs with G,

و چون C تنها با G جفت می‌شود،

and T only pairs with A,

و T تنها با A،

simply changing a C to a T on one DNA strand creates a mismatch,

تغییر یک C به T در یک رشته‌ی DNA عدم هماهنگی ایجاد می‌کند.

a disagreement between the two DNA strands

تضادی بین دو رشته‌ی DNA

that the cell has to resolve by deciding which strand to replace.

که سلول باید با تصمیم‌گیری اینکه جایگزین کدام رشته شود آن را برطرف کند.

We realized that we could further engineer this three-part protein

ما تشخیص دادیم که می‌توانیم این پروتئین سه قسمتی را بیشتر مهندسی کنیم

to flag the nonedited strand as the one to be replaced

تا رشته‌ی ویرایش نشده را برای جایگزینی نشانه‌گذاری کند

by nicking that strand.

با ایجاد شکافی کوچک در آن رشته.

This little nick tricks the cell

این شکاف کوچک سلول را فریب می‌دهد

into replacing the nonedited G with an A

تا G ویرایش نشده را با یک A جایگزین کند

as it remakes the nicked strand,

وقتی که رشته‌ی شکاف‌دار را دوباره می‌سازد،

thereby completing the conversion of what used to be a C-G base pair

بنابراین تبدیل جفت بازی C-G قبلی

into a stable T-A base pair.

را به جفت بازی T-A پایدارکامل می‌کند.

After several years of hard work

بعد از سالها کار سخت،

led by a former post doc in the lab, Alexis Komor,

با رهبری دانشجوی فوق‌دکترای سابق آلکسیس کومور، درآزمایشگاه

we succeeded in developing this first class of base editor,

ما موفق به توسعه‌ی این اولین دسته‌ی ویرایشگران باز شدیم،

which converts Cs into Ts and Gs into As

که C را به T، و G را به A تبدیل می‌کند

at targeted positions of our choosing.

در جایگاه‌های مشخص به انتخاب ما.

Among the more than 35,000 known disease-associated point mutations,

در بین بیش از ۳۵,۰۰۰ جهش نقطه‌ای مرتبط با بیماری،

the two kinds of mutations that this first base editor can reverse

دو نوع جهش که این اولین ویرایشگر پایه‌ می‌تواند برعکس کند

collectively account for about 14 percent or 5,000 or so pathogenic point mutations.

در مجموع مسئول ۱۴ درصد یا حدود۵,۰۰۰ جهش‌های نقطه‌ای بیماری‌زاست.

But correcting the largest fraction of disease-causing point mutations

اما اصلاح بزرگترین دسته جهش‌های نقطه‌ای بیماری‌زا

would require developing a second class of base editor,

نیازمند توسعه‌ی دسته‌ی دومی از ویرایشگرهای باز است،

one that could convert As into Gs or Ts into Cs.

نوعی که بتواند A را G و T را به C تبدیل کند.

Led by Nicole Gaudelli, a former post doc in the lab,

با رهبری دانشجوی فوق‌دکترای سابق، نیکول گودلی درآزمایشگاه،

we set out to develop this second class of base editor,

ما شروع به توسعه‌ی این دسته‌ی دوم ویرایشگر باز کردیم،

which, in theory, could correct up to almost half of pathogenic point mutations,

که در فرضیه‌ها می‌توانست تقریبا تا نیمی از جهش‌های بیماری‌زا را اصلاح کند،

including that mutation that causes the rapid-aging disease progeria.

از جمله آن جهشی که باعث بیماری پیری سریع پروگریا می‌شود.

We realized that we could borrow, once again,

ما تشخیص دادیم که بار دیگر می‌توانیم،

the targeting mechanism of CRISPR scissors

مکانیسم هدف‌گیری قیچی‌های کریسپر را قرض بگیریم

to bring the new base editor to the right site in a genome.

تا ویرایشگر باز جدید را به مکان مناسب در ژنوم بیاوریم.

But we quickly encountered an incredible problem;

اما خیلی سریع با مشکلی باورنکردنی مواجه شدیم؛

namely, there is no protein

به این شرح که، پروتئینی وجود ندارد

that's known to convert A into G or T into C

که برای تبدیل A به G یا T به C

in DNA.

در DNA شناخته شده باشد.

Faced with such a serious stumbling block,

در مواجهه با چنین مانع جدی و دشواری،

most students would probably look for another project,

اغلب دانشجویان احتمالا اگر دنبال استاد راهنمای دیگری نگردند،

if not another research advisor.

سراغ پروژه‌ی دیگری می‌روند .

(Laughter)

(خنده)

But Nicole agreed to proceed with a plan

اما نیکول قبول کرد با نقشه‌‌ای پیش برویم

that seemed wildly ambitious at the time.

که در آن زمان کاملا بلند پروازانه بود.

Given the absence of a naturally occurring protein

با غیاب پروتئینی طبیعی

that performs the necessary chemistry,

که عملیات شیمیایی لازم را انجام دهد،

we decided we would evolve our own protein in the laboratory

تصمیم گرفتیم پروتئین خودمان را در آزمایشگاه تکامل دهیم

to convert A into a base that behaves like G,

تا A را به بازی تبدیل کنیم که مثل G رفتار کند،

starting from a protein that performs related chemistry on RNA.

از پروتئینی شروع کردیم که کار شیمیایی را روی RNA (اسید ریبونوکلئیک) انجام دهد.

We set up a Darwinian survival-of-the-fittest selection system

ما سیستم انتخابیِ «بقای سازگارترین گونه‌» داروین را برقرار کردیم

that explored tens of millions of protein variants

که ده‌ها میلیون گونه پروتئین را بررسی کرد

and only allowed those rare variants

و تنها به آن متغیرهای کمیاب اجازه داد

that could perform the necessary chemistry to survive.

که می‌توانستند تغییر شیمیایی لازم را برای بقا انجام دهند.

We ended up with a protein shown here,

ما به پروتئینی رسیدیم که اینجا نمایش داده شده،

the first that can convert A in DNA

اولین پروتئینی که می‌تواند A را در DNA

into a base that resembles G.

به بازی تبدیل کند که شبیه G است.

And when we attached that protein

و زمانیکه آن پروتئین را به

to the disabled CRISPR scissors, shown in blue,

قیچی‌های غیرفعال شده‌ی کریسپر، با رنگ آبی متصل کردیم،

we produced the second base editor,

ما دومین ویرایشگر باز را تولید کردیم،

which converts As into Gs,

که A را به G تبدیل می‌کند،

and then uses the same strand-nicking strategy

و سپس از همان استراتژیِ شکافِ رشته استفاده می‌کند

that we used in the first base editor

که در ویرایشگر باز اول استفاده کردیم

to trick the cell into replacing the nonedited T with a C

تا سلول را در جایگزینی T ویرایش نشده با C فریب بدهیم

as it remakes that nicked strand,

وقتی رشته‌ شکافته را دوباره می‌سازد،

thereby completing the conversion of an A-T base pair to a G-C base pair.

و بنابراین تبدیل جفت بازی A-T به جفت بازی G-C را کامل کردیم.

(Applause)

(تشویق)

Thank you.

متشکرم.

(Applause)

(تشویق)

As an academic scientist in the US,

به عنوان یک محقق دانشگاهی در امریکا،

I'm not used to being interrupted by applause.

عادت ندارم صحبتم بخاطر تشویق قطع شود.

(Laughter)

(خنده)

We developed these first two classes of base editors

ما این دو دسته از ویرایشگران باز را

only three years ago and one and a half years ago.

تنها سه سال قبل و یک سال و نیم قبل توسعه دادیم.

But even in that short time,

اما حتی در آن مدت کوتاه،

base editing has become widely used by the biomedical research community.

ویرایش باز به صورت گسترده بین جامعه‌ی محققین زیست پزشکی استفاده می‌شود.

Base editors have been sent more than 6,000 times

ویرایشگران باز بیش از ۶,۰۰۰ بار

at the request of more than 1,000 researchers around the globe.

به درخواست بیش از ۱,۰۰۰ محقق از سرتاسر دنیا فرستاده شده‌اند.

A hundred scientific research papers have been published already,

و صد مقاله‌ی علمی پژوهشی منتشر شده‌اند

using base editors in organisms ranging from bacteria

که از ویرایشگران باز در ارگانیسم‌های متنوعی از باکتری تا

to plants to mice to primates.

گیاهان، موش‌ها و نخستی‌سانان استفاده کرده‌اند

While base editors are too new

درحالیکه ویرایشگران باز

to have already entered human clinical trials,

برای وارد آزمایشات بالینی انسانی خیلی جدید هستند،

scientists have succeeded in achieving a critical milestone towards that goal

دانشمندان به سنگ‌ بنای مهمی جهت دستیابی به آن هدف رسیده‌اند،

by using base editors in animals

با استفاده از ویرایشگران باز روی حیوانات

to correct point mutations that cause human genetic diseases.

تا جهش‌های نقطه‌ای که باعث بیماری‌های ژنتیکی انسان می‌شود را اصلاح کنند.

For example,

برای مثال،

a collaborative team of scientists led by Luke Koblan and Jon Levy,

تیمی متشکل از محققان با رهبری لوک کوبلان و جان لِوی،

two additional students in my lab,

و دو دانشجوی دیگر در آزمایشگاه من،

recently used a virus to deliver that second base editor

اخیرا از ویروسی برای انتقال آن ویرایشگر دوم به بدن موشی

into a mouse with progeria,

که مبتلا به پیری زودرس است استفاده کرده اند،

changing that disease-causing T back into a C

و آن T عامل بیماری را به C بازگردانده

and reversing its consequences at the DNA, RNA and protein levels.

و عواقب آن را در DNA، RNA و سطوح پروتئینی معکوس کرده است.

Base editors have also been used in animals

ویرایشگران باز همچنین در حیوانات استفاده شده‌اند

to reverse the consequence of tyrosinemia,

تا عواقب تیروزنیمی (نوعی ناهنجاری متابولیسمی)،

beta thalassemia, muscular dystrophy,

تالاسمی بتا، تحلیل عضلانی،

phenylketonuria, a congenital deafness

فنیل کتونوری(نوعی نقص متابولیکی)، ناشنوایی مادرزادی

and a type of cardiovascular disease --

و نوعی بیماری فلبی-عروقی را معکوس کنند--

in each case, by directly correcting a point mutation

درهر مورد، مستقیما از طریق اصلاح جهش نقطه‌ای که

that causes or contributes to the disease.

باعث یا عاملی در بیماری می‌شود.

In plants, base editors have been used

در گیاهان، ویرایشگران باز

to introduce individual single DNA letter changes

برای معرفی تغییرات جداگانه حروف DNA استفاده می‌شوند

that could lead to better crops.

که می‌تواند به محصولات بهتری منجر شود.

And biologists have used base editors to probe the role of individual letters

و زیست‌شناسان از ویرایشگران باز برای بررسی نقش حروف جداگانه

in genes associated with diseases such as cancer.

در ژن‌های مرتبط با بیماری‌هایی مثل سرطان استفاده کرده‌اند.

Two companies I cofounded, Beam Therapeutics and Pairwise Plants,

دو شرکتی که من در آن بنیان‌گذارشراکتی هستم، «بیم تراپیوتیک و ییرویز پلنتس»

are using base editing to treat human genetic diseases

در حال استفاده از ویرایش باز برای درمان بیماری‌های ژنتیکی انسان

and to improve agriculture.

و بهبود کشاورزی هستند.

All of these applications of base editing

تمام این کاربردهای ویرایش باز

have taken place in less than the past three years:

در کمتر از سه سال گذشته اتفاق افتاده است:

on the historical timescale of science,

که در مقیاس زمانی تاریخی علم،

the blink of an eye.

(معادل) یک چشم بهم زدن است.

Additional work lies ahead

کارهای دیگری در پیش رو است

before base editing can realize its full potential

قبل از آنکه ویرایش باز بتواند ظرفیت کامل خودش را تشخیص دهد

to improve the lives of patients with genetic diseases.

تا زندگی بیماران ژنتیکی را بهبود ببخشد.

While many of these diseases are thought to be treatable

در حالیکه به نظر می‌رسد بسیاری از این بیماری‌ها

by correcting the underlying mutation

با اصلاح جهش مورد نظر قابل درمان هستند

in even a modest fraction of cells in an organ,

در حتی نسبت کوچک‌تری از سلول‌های یک عضو،

delivering molecular machines like base editors

انتقال دستگاههای مولکولی مثل ویرایشگران باز

into cells in a human being

به درون سلول‌های انسان

can be challenging.

می‌تواند چالش‌انگیز باشد.

Co-opting nature's viruses to deliver base editors

همکاری ویروس‌های طبیعت برای انتقال ویرایشگران باز

instead of the molecules that give you a cold

به جای مولکول‌هایی که باعث سرماخوردگی شما می‌شود

is one of several promising delivery strategies

یکی از چندین استراتژی نویدبخش انتقال است

that's been successfully used.

که به صورت موفق استفاده شده است.

Continuing to develop new molecular machines

ادامه‌ دادن به توسعه‌ی دستگاههای مولکولی جدید

that can make all of the remaining ways

که بتواند باعث شود تمام روش‌های باقی

to convert one base pair to another base pair

یک جفت باز را به جفت بازی دیگر تبدیل کنند

and that minimize unwanted editing at off-target locations in cells

و اینکه ویرایش‌های ناخواسته‌ ای که هدف نیستند در سلول‌ها را به حداقل برسانند

is very important.

خیلی مهم است.

And engaging with other scientists, doctors, ethicists and governments

و همکاری با دیگر دانشمندان، دکترها، اخلاق‌شناسان و دولت‌ها

to maximize the likelihood that base editing is applied thoughtfully,

برای به حداکثر رساندن احتمال اینکه ویرایش باز آگاهانه،

safely and ethically,

امن و اخلاقی به کار برده شود،

remains a critical obligation.

ضرورتی مهم باقی می‌ماند.

These challenges notwithstanding,

با وجود این چالش‌ها،

if you had told me even just five years ago

اگر همین پنج سال پیش به من گفته بودید

that researchers around the globe

که محققان در سرتاسر دنیا

would be using laboratory-evolved molecular machines

از دستگاههای مولکولی تکامل گرفته در آزمایشگاه استفاده خواهند کرد

to directly convert an individual base pair

تا مستقیما یک جفت باز را

to another base pair

به جفت بازی دیگر

at a specified location in the human genome

در مکان مشخصی از ژنوم انسان

efficiently and with a minimum of other outcomes,

به صورت موثر و با حداقل عوارض جانبی تبدیل کنند،

I would have asked you,

من از شما می‌پرسیدم،

"What science-fiction novel are you reading?"

«کدام رمان علمی-تخیلی را می‌خوانید؟»

Thanks to a relentlessly dedicated group of students

به لطف تلاش‌های بی‌وقفه‌ی دانشجویانی

who were creative enough to engineer what we could design ourselves

که به قدری خلاق بودند تا چیزی را که خودمان تواستیم طراحی کنیم مهندسی کنند

and brave enough to evolve what we couldn't,

و آنقدر شجاع بودند تا چیزی که نتوانستیم را تکامل دهند،

base editing has begun to transform that science-fiction-like aspiration

ویرایش باز، از آن آرزوی علمی-تخیلی گونه

در حال تبدیل شدن به واقعیتی جدید و هیجان انگیز است.

into an exciting new reality,

one in which the most important gift we give our children

واقعیتی که در آن مهمترین هدیه‌ای که به فرزندانمان می‌دهیم

may not only be three billion letters of DNA,

شاید تنها سه میلیارد حروف DNA نباشد،

but also the means to protect and repair them.

بلکه همچنین ابزاری برای محافظت و تعمیر آنها باشد.

Thank you.

متشکرم.

(Applause)

(تشویق)

Thank you.

متشکرم.