Gene editing can now change an entire species -- forever | Jennifer Kahn

Traducteur: Gabriel Tallineau Relecteur: Morgane Quilfen

So this is a talk about gene drives,

Nous allons parler des systèmes d'entraînement de gènes,

but I'm going to start by telling you a brief story.

mais je vais commencer avec une petite histoire.

20 years ago, a biologist named Anthony James

Il y a 20 ans, un biologiste du nom d'Anthony James

got obsessed with the idea of making mosquitos

s'est focalisé sur l'idée de créer des moustiques

that didn't transmit malaria.

qui ne transmettraient pas le paludisme.

It was a great idea, and pretty much a complete failure.

C'était une bonne idée, mais un échec quasi complet.

For one thing, it turned out to be really hard

D'une part, il s'est révélé très difficile

to make a malaria-resistant mosquito.

d'obtenir des moustiques résistants au paludisme.

James managed it, finally, just a few years ago,

James a finalement réussi, il y a juste quelques années,

by adding some genes that make it impossible

en ajoutant des gènes qui rendent impossible

pour le parasite du paludisme de survivre dans le moustique.

for the malaria parasite to survive inside the mosquito.

But that just created another problem.

Mais cela a créé un autre problème.

Now that you've got a malaria-resistant mosquito,

Maintenant que nous avons des moustiques résistants,

how do you get it to replace all the malaria-carrying mosquitos?

comment faire pour qu'ils remplacent les moustiques porteurs ?

There are a couple options,

Plusieurs options :

but plan A was basically to breed up

le plan A consistait en concevoir

a bunch of the new genetically-engineered mosquitos

un tas de moustiques modifiés génétiquement,

release them into the wild

les relâcher dans la nature

and hope that they pass on their genes.

et espérer qu'ils transmettent leurs gènes.

The problem was that you'd have to release

Le problème était, pour que ça marche,

literally 10 times the number of native mosquitos to work.

qu'il fallait relâcher 10 fois plus de moustiques que ceux déjà présents.

So in a village with 10,000 mosquitos,

Donc dans un village avec 10 000 moustiques,

you release an extra 100,000.

il fallait en relâcher 100 000.

As you might guess,

Vous vous en doutez,

this was not a very popular strategy with the villagers.

l'idée n'était pas très populaire chez les villageois.

(Laughter)

(Rires)

Then, last January, Anthony James got an email

Puis, en janvier dernier, Anthony James a reçu un courriel

from a biologist named Ethan Bier.

d'un biologiste appelé Ethan Bier.

Bier said that he and his grad student Valentino Gantz

Il disait qu'avec son étudiant, Valentino Gantz,

had stumbled on a tool that could not only guarantee

ils étaient tombés sur un outil qui non seulement garantissait

that a particular genetic trait would be inherited,

le caractère héréditaire du gène voulu,

but that it would spread incredibly quickly.

mais qu'il se répandrait extrêmement vite.

If they were right, it would basically solve the problem

S'ils étaient dans le vrai, cela réglerait le problème

that he and James had been working on for 20 years.

sur lequel lui et James travaillaient depuis 20 ans.

As a test, they engineered two mosquitos to carry the anti-malaria gene

Pour tester, ils ont conçu deux moustiques portant le gène anti-paludisme

and also this new tool, a gene drive,

et aussi ce nouvel outil, un gène conducteur,

which I'll explain in a minute.

que j'expliquerai après.

Finally, they set it up so that any mosquitos

Et ils se sont arrangés pour que tout moustique

that had inherited the anti-malaria gene

porteur du gène anti-paludisme

wouldn't have the usual white eyes, but would instead have red eyes.

aurait les yeux rouges, à la place des yeux blancs normaux.

That was pretty much just for convenience

C'était surtout par souci de facilité

so they could tell just at a glance which was which.

pour pouvoir les différencier à vue.

So they took their two anti-malarial, red-eyed mosquitos

Ils ont pris les moustiques anti-paludisme aux yeux rouges

and put them in a box with 30 ordinary white-eyed ones,

et les ont mis dans une boîte avec 30 moustiques normaux,

and let them breed.

et laissé se reproduire.

In two generations, those had produced 3,800 grandchildren.

En deux générations, ils ont eu 3 800 petits-enfants.

That is not the surprising part.

Ce n'est pas la partie surprenante.

This is the surprising part:

Voici ce qui surprend :

given that you started with just two red-eyed mosquitos

sachant que vous avez commencé avec

deux moustiques aux yeux rouges et 30 aux yeux blancs,

and 30 white-eyed ones,

you expect mostly white-eyed descendants.

on s'attendrait à une descendance surtout à yeux blancs.

Instead, when James opened the box,

Au contraire, lorsque James a ouvert la boîte,

all 3,800 mosquitos had red eyes.

tous les moustiques avaient les yeux rouges.

When I asked Ethan Bier about this moment,

Lorsque j'ai questionné Bier sur ce moment,

he became so excited that he was literally shouting into the phone.

il était si excité qu'il criait littéralement au téléphone.

That's because getting only red-eyed mosquitos

C'est parce qu'obtenir uniquement des yeux rouges

violates a rule that is the absolute cornerstone of biology,

bafoue une loi essentielle de la biologie,

Mendelian genetics.

la génétique Mendélienne.

I'll keep this quick,

Pour faire court,

la génétique Mendélienne dit que les enfants issus d'un accouplement

but Mendelian genetics says when a male and a female mate,

their baby inherits half of its DNA from each parent.

reçoivent 50% de leur ADN de chaque parent.

So if our original mosquito was aa and our new mosquito is aB,

Donc si le moustique d'origine est aa, et le nouveau est aB,

where B is the anti-malarial gene,

avec B le gène anti-paludisme,

les enfants peuvent avoir quatre permutations :

the babies should come out in four permutations:

aa, aB, aa, Ba.

aa, aB, aa, Ba.

Instead, with the new gene drive,

Cependant, avec le nouveau gène,

they all came out aB.

ils sont tous aB.

Biologically, that shouldn't even be possible.

Biologiquement, cela ne devrait pas être possible.

So what happened?

Mais que s'est-il donc passé ?

The first thing that happened

D'abord, l'apparition en 2012

was the arrival of a gene-editing tool known as CRISPR in 2012.

de l'outil de manipulation génomique appelé CRISPR.

Many of you have probably heard about CRISPR,

Vous avez certainement entendu parler de CRISPR,

so I'll just say briefly that CRISPR is a tool that allows researchers

donc je vais juste dire que CRISPR est un outil qui permet aux chercheurs

to edit genes very precisely, easily and quickly.

de modifier les gènes de manière précise, facile et rapide.

It does this by harnessing a mechanism that already existed in bacteria.

Il utilise un mécanisme déjà présent dans les bactéries.

Basically, there's a protein that acts like a scissors

En résumé, il y a une protéine qui agit comme des ciseaux

and cuts the DNA,

et coupe la séquence ADN,

and there's an RNA molecule that directs the scissors

et une molécule d'ARN qui dirige les ciseaux

to any point on the genome you want.

où vous voulez sur le génome.

The result is basically a word processor for genes.

Cela donne en résumé un traitement de texte pour gènes.

You can take an entire gene out, put one in,

Vous pouvez enlevez tout un gène, en mettre un,

or even edit just a single letter within a gene.

ou même juste une seule lettre d'un gène.

And you can do it in nearly any species.

Et vous pouvez faire ça sur n'importe quelle espèce.

OK, remember how I said that gene drives originally had two problems?

Donc, souvenons-nous des deux problèmes liés aux systèmes d'entraînement de gènes.

The first was that it was hard to engineer a mosquito

Le premier était la difficulté de créer

to be malaria-resistant.

un moustique résistant au paludisme.

That's basically gone now, thanks to CRISPR.

Ce point est réglé, grâce à CRISPR.

But the other problem was logistical.

Mais l'autre problème est logistique.

How do you get your trait to spread?

Comment propager cette caractéristique ?

This is where it gets clever.

C'est là que ça devient subtil.

A couple years ago, a biologist at Harvard named Kevin Esvelt

Il y a quelques années, Kevin Esvelt, un biologiste d'Harvard,

wondered what would happen

s'est demandé ce qui se passerait

if you made it so that CRISPR inserted not only your new gene

si nous faisions en sorte que CRISPR non seulement ajoute un gène,

but also the machinery that does the cutting and pasting.

mais aussi le système qui permet de faire le copier-coller.

In other words, what if CRISPR also copied and pasted itself.

En d'autres termes, et si CRISPR se reproduisait lui-même ?

You'd end up with a perpetual motion machine for gene editing.

Nous obtenons alors

une machine à mouvement perpétuel de modification de gènes.

And that's exactly what happened.

Et c'est ce qui s'est passé.

This CRISPR gene drive that Esvelt created

Le système d'entraînement CRISPR créé par Esvelt

not only guarantees that a trait will get passed on,

non seulement garantissait le caractère héréditaire d'un gène,

but if it's used in the germline cells,

mais s'il est introduit dans les cellules germinales,

it will automatically copy and paste your new gene

il copiera automatiquement le nouveau gène

into both chromosomes of every single individual.

dans les deux chromosomes de chaque individu.

It's like a global search and replace,

C'est comme un chercher-remplacer global,

or in science terms, it makes a heterozygous trait homozygous.

ou, en termes scientifiques, il rend un trait hétérozygote homozygote.

So, what does this mean?

Qu'est-ce que ça signifie ?

For one thing, it means we have a very powerful,

Cela signifie que nous avons un outil

très puissant, mais aussi très dangereux.

but also somewhat alarming new tool.

Up until now, the fact that gene drives didn't work very well

Jusqu'ici, le demi-succès des systèmes d'entraînement de gènes

was actually kind of a relief.

était presque un soulagement.

Normally when we mess around with an organism's genes,

Normalement, lorsqu'on joue avec les gènes d'un organisme,

we make that thing less evolutionarily fit.

nous le rendons moins apte à survivre.

So biologists can make all the mutant fruit flies they want

On peut donc faire autant de mouches à fruit qu'on veut

without worrying about it.

sans inquiétude.

If some escape, natural selection just takes care of them.

Si certaines s'échappent, la sélection naturelle prend le relais.

What's remarkable and powerful and frightening about gene drives

Ce qui est puissant et inquiétant avec ces systèmes,

is that that will no longer be true.

c'est que cela ne sera plus le cas.

Assuming that your trait does not have a big evolutionary handicap,

En considérant que la caractéristique n'est pas un handicap à la survie,

like a mosquito that can't fly,

comme un moustique qui ne vole pas,

the CRISPR-based gene drive will spread the change relentlessly

le système basé sur CRISPR propagera la modification sans limite

jusqu'à être dans chaque individu de la population.

until it is in every single individual in the population.

Now, it isn't easy to make a gene drive that works that well,

Ce n'est pas évident de faire un système si performant,

mais James et Esvelt pensent cela possible.

but James and Esvelt think that we can.

The good news is that this opens the door to some remarkable things.

La bonne nouvelle est que nous pouvons faire des choses remarquables.

En insérant un système d’entrainement de gène anti-palu

If you put an anti-malarial gene drive

in just 1 percent of Anopheles mosquitoes,

chez seulement 1% des moustiques anophèles,

the species that transmits malaria,

l'espèce vecteur du paludisme,

researchers estimate that it would spread to the entire population in a year.

tous les moustiques l'auraient en un an.

So in a year, you could virtually eliminate malaria.

En un an, il serait possible d'éliminer le paludisme.

In practice, we're still a few years out from being able to do that,

En réalité, il nous faudra encore quelques années pour y arriver, mais

but still, a 1,000 children a day die of malaria.

1 000 enfants meurent chaque jour du paludisme.

Dans un an, ce chiffre pourrait être proche de zéro.

In a year, that number could be almost zero.

The same goes for dengue fever, chikungunya, yellow fever.

Il en va de même pour le dengue, le chikungunya, la fièvre jaune.

And it gets better.

Et il y a mieux.

Say you want to get rid of an invasive species,

Pour se débarrasser d'une espèce invasive,

like get Asian carp out of the Great Lakes.

comme la carpe d'Asie dans les Grands Lacs,

All you have to do is release a gene drive

il suffit de déployer un système d'entraînement de gènes

that makes the fish produce only male offspring.

faisant que les progénitures sont toutes des mâles.

In a few generations, there'll be no females left, no more carp.

En quelques générations, plus de femelles, et plus de carpes.

In theory, this means we could restore hundreds of native species

En théorie, nous pourrions rétablir des centaines d'espèces locales

that have been pushed to the brink.

au bord de l'extinction.

OK, that's the good news,

Ça, ce sont les bonnes nouvelles.

this is the bad news.

Voilà les mauvaises.

Gene drives are so effective

Les systèmes d'entraînement sont si efficaces

that even an accidental release could change an entire species,

qu'un déploiement accidentel mettrait très rapidement,

and often very quickly.

en danger toute une espèce.

Anthony James took good precautions.

Anthony James a usé de grandes précautions.

He bred his mosquitos in a bio-containment lab

Il a conçu ses moustiques dans un laboratoire confiné

and he also used a species that's not native to the US

et a utilisé une espèce non-native des US

pour qu'au cas où certains s'échappent,

so that even if some did escape,

they'd just die off, there'd be nothing for them to mate with.

ils meurent sans se reproduire.

But it's also true that if a dozen Asian carp with the all-male gene drive

Mais il est vrai que si une dizaine de carpes modifiées

accidentally got carried from the Great Lakes back to Asia,

étaient accidentellement ramenées, depuis les Grands Lacs vers l'Asie,

they could potentially wipe out the native Asian carp population.

elles pourraient effacer la population locale de carpes d'Asie.

And that's not so unlikely, given how connected our world is.

Et dans un monde si connecté, ce n'est pas du tout impensable.

In fact, it's why we have an invasive species problem.

C'est même l'origine des espèces invasives.

And that's fish.

Et on parle de poissons.

Things like mosquitos and fruit flies,

Pour les moustiques et moucherons,

il n'y a aucun moyen de les contenir.

there's literally no way to contain them.

Ils traversent constamment frontières et océans.

They cross borders and oceans all the time.

OK, the other piece of bad news

Mais l'autre mauvaise nouvelle

is that a gene drive might not stay confined

est qu'un système d'entraînement de gènes pourrait ne pas se limiter à la cible.

to what we call the target species.

That's because of gene flow,

Ceci est dû au flux génomique, un moyen élégant

which is a fancy way of saying that neighboring species

de dire que parfois des espèces proches s'accouplent.

sometimes interbreed.

If that happens, it's possible a gene drive could cross over,

Si cela arrivait, un gène conducteur pourrait être transmis,

comme la carpe d'Asie contaminant une autre espèce de carpes.

like Asian carp could infect some other kind of carp.

That's not so bad if your drive just promotes a trait, like eye color.

Ce n'est pas grave s'il s'agit de la couleur des yeux.

In fact, there's a decent chance that we'll see

À vrai dire, il est possible que nous voyons prochainement

a wave of very weird fruit flies in the near future.

une vague de mouches à fruit très bizarres.

But it could be a disaster

Mais cela pourrait être un désastre

if your drive is deigned to eliminate the species entirely.

si le gène conducteur vise à éliminer une espèce entière.

The last worrisome thing is that the technology to do this,

L'autre inquiétude est que la technologie pour faire cela,

to genetically engineer an organism and include a gene drive,

pour modifier un organisme et ajouter un système d'entraînement de gène,

is something that basically any lab in the world can do.

est quelque chose que n'importe quel laboratoire peut faire.

An undergraduate can do it.

Une personne en licence peut le faire.

A talented high schooler with some equipment can do it.

Un lycéen avec du talent et un peu d'équipement peut le faire.

Now, I'm guessing that this sounds terrifying.

Là, ça sonne terrifiant.

(Laughter)

(Rires)

Interestingly though, nearly every scientist I talk to

Curieusement, presque tous les scientifiques avec qui je parle

seemed to think that gene drives were not actually that frightening or dangerous.

pensent que les systèmes d'entraînement ne sont ni inquiétants ni dangereux.

Partly because they believe that scientists will be

En partie car ils pensent que

les scientifiques seront prudents dans leur non-utilisation.

very cautious and responsible about using them.

(Laughter)

(Rires)

So far, that's been true.

Jusqu'ici, c'est vrai.

But gene drives also have some actual limitations.

Mais les systèmes d'entraînement de gènes sont aussi limités.

So for one thing, they work only in sexually reproducing species.

D'une part, ils ne marchent que pour les espèces à reproduction sexuée.

So thank goodness, they can't be used to engineer viruses or bacteria.

Donc ils ne peuvent être utilisés pour fabriquer des virus ou bactéries.

Also, the trait spreads only with each successive generation.

D'autre part, le trait ne se propage qu'à chaque génération.

So changing or eliminating a population

Donc modifier ou éliminer une population

is practical only if that species has a fast reproductive cycle,

n'est envisageable que pour des espèces à cycle reproductif rapide,

like insects or maybe small vertebrates like mice or fish.

comme les insectes et peut-être les souris ou le poisson.

In elephants or people, it would take centuries

Pour les éléphants ou les hommes, il faudrait des siècles

for a trait to spread widely enough to matter.

pour qu'un trait soit suffisamment répandu pour avoir un impact.

Also, even with CRISPR, it's not that easy to engineer a truly devastating trait.

Puis, même avec CRISPR, ce n'est pas aisé de fabriquer un trait dévastateur.

Say you wanted to make a fruit fly

Si vous voulez une drosophile

that feeds on ordinary fruit instead of rotting fruit,

se nourrissant de fruits normaux au lieu de pourris,

with the aim of sabotaging American agriculture.

avec pour objectif de saboter l'agriculture américaine.

First, you'd have to figure out

Premièrement, il faut trouver

which genes control what the fly wants to eat,

quels gènes contrôlent le type de fruits que la drosophile mange,

which is already a very long and complicated project.

ce qui est déjà très long et fastidieux.

Then you'd have to alter those genes to change the fly's behavior

Après, il faut altérer ces gènes pour modifier le comportement de la mouche

to whatever you'd want it to be,

pour qu'elle agisse comme voulu,

which is an even longer and more complicated project.

ce qui est encore plus long et compliqué.

And it might not even work,

Et cela pourrait ne pas marcher

because the genes that control behavior are complex.

car les gènes contrôlant le comportement sont complexes.

So if you're a terrorist and have to choose

Un terroriste devant choisir

entre un programme de recherche épuisant

between starting a grueling basic research program

demandant des années de travail minutieux qui pourrait ne pas payer,

that will require years of meticulous lab work and still might not pan out,

et faire exploser des choses,

or just blowing stuff up?

You'll probably choose the later.

choisira surement le second choix.

This is especially true because at least in theory,

C'est d'autant plus vrai car, en théorie du moins,

it should be pretty easy to build what's called a reversal drive.

ce serait très facile de créer un système d'entraînement inverse,

That's one that basically overwrites the change made by the first gene drive.

qui n'aurait qu'à corriger les changements faits par le premier système.

So if you don't like the effects of a change,

Donc si vous n'aimez pas le résultat,

you can just release a second drive that will cancel it out,

il suffit de répandre un gène qui le supprimera.

at least in theory.

Du moins en théorie.

OK, so where does this leave us?

Donc, que faire maintenant ?

We now have the ability to change entire species at will.

Nous avons la possibilité de modifier à souhait toute une espèce.

Should we?

Devrions-nous ?

Are we gods now?

Sommes-nous devenus des dieux ?

I'm not sure I'd say that.

Je ne dirais pas ça.

But I would say this:

Mais je peux dire cela :

first, some very smart people

actuellement, des gens très intelligents

are even now debating how to regulate gene drives.

débattent sur comment contrôler les systèmes d'entraînement de gènes.

At the same time, some other very smart people

En même temps, d'autres gens très intelligents

are working hard to create safeguards,

travaillent à créer des sécurités,

like gene drives that self-regulate or peter out after a few generations.

comme des gènes conducteurs auto-régulés ou qui disparaissent après X générations.

That's great.

C'est bien.

But this technology still requires a conversation.

Mais cette technologie requiert une discussion.

Et vu la nature des gènes conducteurs,

And given the nature of gene drives,

that conversation has to be global.

la discussion doit être mondiale.

What if Kenya wants to use a drive but Tanzania doesn't?

Et si le Kenya veut utiliser un gène conducteur mais pas la Tanzanie ?

Who decides whether to release a gene drive that can fly?

Qui décide de répandre un gène conducteur pouvant voler ?

I don't have the answer to that question.

Je n'ai pas la réponse à ça.

All we can do going forward, I think,

Nous ne pouvons qu'avancer,

is talk honestly about the risks and benefits

pesez les pour et les contre de manière honnête

and take responsibility for our choices.

et prendre nos responsabilités.

By that I mean, not just the choice to use a gene drive,

Par cela, je ne parle pas juste du choix d'utiliser un gène conducteur,

but also the choice not to use one.

mais aussi le choix de ne pas en utiliser.

Humans have a tendency to assume that the safest option

Les hommes ont tendance à penser que la bonne solution

is to preserve the status quo.

est de préserver le statu quo.

But that's not always the case.

Mais ce n'est pas toujours le cas.

Gene drives have risks, and those need to be discussed,

Les systèmes d'entraînement de gènes comportent des risques à considérer,

but malaria exists now and kills 1,000 people a day.

mais le paludisme existe et tue 1 000 personnes par jour.

To combat it, we spray pesticides that do grave damage to other species,

Pour se défendre, les pesticides utilisés nuisent gravement à d'autres espèces,

including amphibians and birds.

y compris amphibiens et oiseaux.

So when you hear about gene drives in the coming months,

Donc quand vous entendrez parler de système d’entraînement de gènes,

and trust me, you will be hearing about them,

et croyez-moi, vous allez en entendre parler,

remember that.

rappelez-vous de ceci :

It can be frightening to act,

agir peut faire peur,

but sometimes, not acting is worse.

mais parfois, ne pas agir est pire.

(Applause)

(Applaudissements)