CRISPR's Next Advance Is Bigger Than You Think | Jennifer Doudna | TED

번역: Jienna Im 검토: DK Kim

The essence of being human is that we solve problems.

인간의 본질은 문제를 해결하는 것입니다.

And when we're faced with enormous problems

질병이나 기후 변화 같은 거대한 문제에 직면했을 때

like disease and climate change,

we need to solve them by collaboration.

우리는 협력해서 문제를 해결해야 합니다.

I'm excited to tell you about a new kind of collaboration

여러분께 이런 중대한 문제의 해결책을 내놓을

that will absolutely create solutions to these big problems.

새로운 형태의 협력에 대해 말씀드리려 합니다.

It's a collaboration that's unexpected

이 협력은 뜻밖에도 인간과

because it's between humans

and the tiniest organisms that populate our planet:

지구에 사는 가장 작은 생물 간에 일어납니다.

the bacteria and other microbes that live in, on and around us.

우리 몸이나 우리 주변에 사는 세균과 기타 미생물 말입니다.

Bacteria may be small and unseen,

세균은 비록 작고 눈에 보이지 않지만

획기적인 혁신을 자주 가져왔습니다.

but they often have inspired transformative innovations,

including the one that has become the cornerstone of my own research.

제 연구의 초석이 된 세균도 있죠.

Over the past decade, I've been at the forefront

저는 지난 10년 동안

크리스퍼라는 혁명적인 기술을 발전시키는 데 앞장서 왔습니다.

of developing a revolutionary technology called CRISPR

that has come from the study of how bacteria fight viral infection.

세균이 바이러스 감염에 대항하는 방법을 연구하다가 나온 기술이죠.

CRISPR is amazing because it allows us

크리스퍼는 사람과 식물 같은 생명체의 DNA를

to precisely edit the DNA in living organisms,

정교하게 편집할 수 있게 해 주는 놀라운 기술입니다.

including in people and plants.

With CRISPR, we can change, remove or replace the genes

크리스퍼를 사용해서 세포의 기능을 관장하는 유전자를

바꾸거나 없애거나 교체할 수 있습니다.

that govern the function of cells.

This means that we now have the ability to use CRISPR like a word processor

즉, 이제 크리스퍼를 사용하여 문서를 편집하듯이

to find, cut and paste text.

유전자를 찾아내고 자르고 붙여넣을 수 있습니다.

CRISPR, amazingly, has already cured people of devastating disorders

놀랍게도 크리스퍼는 낫적혈구병 같은 치명적인 질환을 이미 치료했으며,

like sickle cell disease,

and it's created rice plants

질병과 가뭄에 모두 강한 벼를 만들기도 했습니다.

that are resistant to both diseases and drought.

Incredible, right?

굉장하지 않나요?

But the next world-changing advance with CRISPR

하지만 세상을 바꿀 크리스퍼의 다음 진보는

will actually come from using it in a way

사실 크리스퍼를 사용하여

단순히 개체의 유전자를 편집하는 걸 넘어서

that will allow us to go to the next level

by editing genes beyond just in individual organisms.

다음 단계로 나아갈 때 일어날 것입니다.

We now have the ability to use CRISPR

이제는 크리스퍼를 사용해서

to edit entire populations of tiny microbes,

우리 몸 안팎에 사는 미생물의 총 개체군인

called microbiomes,

마이크로바이옴도 편집할 수 있게 되었습니다.

that live in and on our bodies.

For decades, scientists studied bacteria one organism at a time,

수십 년간 과학자들은 세균을 한 개체씩 연구했습니다.

as if each type of bacteria behaved independently.

각 종류 세균이 개별적으로 행동하는 것처럼 말이죠.

But we now know that bacterial behaviors,

그러나 우리는 이제 세균의 이롭고 해로운 행동이

both good and bad,

result from their interactions within complex microbiomes.

복잡한 미생물 생태계 내의 상호 작용에서 비롯된다는 것을 압니다.

인간의 경우 장내 미생물군의 기능 장애는

In humans, dysfunctional gut microbiomes

are associated with diseases as diverse as Alzheimer's and asthma.

알츠하이머, 천식 등 다양한 질병과 관련이 있습니다.

And in farm animals, microbiomes produce methane,

그리고 가축 내 미생물군은 기후 변화의 주범인 메테인을 만듭니다.

a powerful contributor to climate change.

But when they're healthy,

하지만 인간과 동물의 체내 미생물군이 건강하면

both human and animal microbiomes can actually prevent disease

실제로 질병을 예방하고 메테인 배출을 줄일 수 있습니다.

and reduce methane emissions.

So to harness these benefits,

이러한 이점을 활용하려면

we need a way to precisely and reproducibly control

이 미생물 군집을 정교하게 제어할 수 있으며

재현 가능한 방법이 필요합니다.

these microbial communities.

그렇다면 마이크로바이옴을 제어하기가 과거에는 왜 어려웠을까요?

So why have microbiomes been difficult to control in the past?

It turns out that microbiomes are very complex,

마이크로바이옴은 매우 복잡하고 조작하기 어려운 것으로 드러납니다.

and they're difficult to manipulate.

Antibiotics affect the entire microbiome

항생제는 전체 미생물군에 영향을 미치며

항생제를 과도하게 사용하면 약물 내성이 생길 수 있습니다.

and their overuse can lead to drug resistance.

식이 요법과 프로바이오틱스는 비특이적이며 대개 효과가 없습니다.

Diet and probiotics are nonspecific

and they're often ineffective.

Fecal transplants face various challenges to both effectiveness and acceptance.

대변 이식은 효과와 수용에 어려움이 많죠.

(Laughter)

(웃음)

But with CRISPR, we have a tool that works like a scalpel.

하지만 크리스퍼는 우리에게 메스처럼 작용하는 도구를 쥐여줍니다.

It allows us to target a particular gene in a particular kind of cell.

특정 종류의 세포에서 특정 유전자를 표적으로 삼을 수 있게 됩니다.

With CRISPR, we can change one kind of bacterium

크리스퍼를 사용하면 다른 세균에는 영향을 주지 않고

한 종류만 바꿀 수 있습니다.

without affecting all the others.

Another challenge is that less than one percent of the world’s microbial species

또 다른 문제는 전 세계 미생물 종의 1% 미만이

have been grown and studied in the lab.

실험실에서 배양되고 연구되었다는 것입니다.

Fortunately, we can now access the other 99 percent

다행히도 이제는 나머지 99% 미생물을 이용할 수 있게 되었는데

due to the pioneering research of my colleague, Jill Banfield,

제 동료인 질 밴필드의 선구적인 연구와

and her breakthrough technology,

획기적인 군유전체학 기술 덕분입니다.

metagenomics,

which is a tool that allows us to figure out

군유전체학은 미생물 군집에 어떤 종이 존재하고

what species are present

and what they're doing in a microbial community.

어떤 일을 하는지 파악할 수 있게 해 줍니다.

Metagenomics creates a detailed blueprint of a complex microbiome,

군유전체학은 복잡한 미생물 군집의 자세한 청사진을 만들어내는데

and that means that we can use it

이를 통해 정확한 자리에

to figure out how to use gene editing tools

유전자 편집 도구를 사용하는 방법을 알아낼 수 있습니다.

in the right gene, in the right organism.

You might be wondering how we can take this new knowledge

실제 문제 해결에 이 새로운 지식을 어떻게 쓸 수 있을지 궁금하실 겁니다.

and harness it to solve real world problems.

Well, we're bringing together these two breakthrough technologies,

저희는 획기적인 기술인 군유전체학과 크리스퍼를 결합하여

metagenomics and CRISPR,

to create a brand new field of science called precision microbiome editing.

맞춤 미생물군 편집이라는 새로운 과학 분야를 만들고자 합니다.

This will allow us to discover links between dysfunctional microbiomes

이를 통해 미생물군의 기능 장애와 질병, 온실가스 배출 사이의

and disease or greenhouse gas emissions.

연관성을 발견할 수 있을 겁니다.

We can develop modified and improved microbiome editors

미생물군 편집 기술을 수정하고 개선해 발전시키면

and show that they're safe and effective.

이 기술이 안전하고 효과적임을 보일 수 있습니다.

And we can then begin to deploy these optimized solutions

그런 다음 이렇게 최적화한 방법을 사용하여

to create the kinds of solutions that will be transformative in the future.

미래에 변화를 일으키는 해결책을 내놓을 수 있습니다.

So how does this affect our health and the health of our planet?

그러면 이 기술은 우리와 지구의 건강에 어떤 영향을 미칠까요?

We know the poorest countries and people are the most affected by climate change,

가장 가난한 나라와 사람들이 기후 변화에 가장 큰 영향을 받습니다.

and it's a problem created by the wealthiest people.

기후 변화는 가장 부유한 사람들이 만들어낸 문제인데 말이죠.

And methane is a big part of the problem.

그리고 메테인은 문제의 큰 부분을 차지합니다.

It's been a major contributor to rising global temperatures

메테인은 산업화 이전부터 기온 상승의 주요 원인이었습니다.

since preindustrial times.

Specific microbiome compositions in livestock

가축의 특정한 장내 미생물 구성은

can actually reduce methane emissions by up to 80 percent.

실제로 메테인 배출을 최대 80%까지 줄일 수 있습니다.

But doing that today currently requires daily interventions at enormous expense,

그러나 현재 이를 위해서는 막대한 비용을 들여 매일 개입해야 하며

간단하게 규모를 확장할 수 없습니다.

and it just doesn't scale.

But with precision microbiome editing,

하지만 맞춤 미생물군 편집을 통해

we have an opportunity to modify a calf's microbiome at birth,

태어날 때부터 송아지의 장내 미생물 환경을 바꿔

limiting that animal's impact on the climate for its entire lifetime.

송아지가 평생 기후에 미치는 영향을 줄일 기회가 생겼습니다.

And this is beneficial for farmers

이는 농부에게도 도움이 되는데

because reduced methane production

메테인 발생을 줄이면 사료를 식량으로 더 효율적으로 전환할 수 있습니다.

means more efficient conversion of feed into food.

Importantly, these tools can be used in the future

중요한 점은 이 도구를 향후 매립지, 폐수, 논 등

to reduce methane emissions from other sources,

다른 배출원에서 발생하는 메테인을 줄이는 데에도 쓸 수 있다는 것입니다.

like landfills, wastewater and rice paddies.

Ultimately, microbiomes generate

장내 미생물군은 최종적으로

전 세계 메테인 배출의 최대 3분의 2를 만듭니다.

up to two-thirds of all of the methane emissions globally.

So our technology could really move the needle

따라서 우리 기술은 기후 변화 대응에 눈에 띄는 변화를 불러올 수 있습니다.

in our fight against climate change.

전 세계에서 최대 3억 명이 천식으로 고생하는데

In human health,

asthma affects up to 300 million people around the world,

a number that grows by 50 percent each decade,

10년마다 50%씩 증가하고 있으며,

and it disproportionately affects lower-income children.

특히 저소득층 어린이의 유병률이 더 높습니다.

Our team has identified a promising link

우리 팀은 장내 미생물군에서 생성되는 분자와

between a molecule produced in the gut microbiome

천식 발병 사이의 연관성을 확인했습니다.

and asthma development.

With precision microbiome editing,

맞춤 미생물군 편집을 통해 천식 위험에 처한 어린이들에게

we could offer a child at risk for asthma a noninvasive therapy

천식을 유발하는 분자를 제거하는 비침습적 치료를 제공하여

that would eliminate asthma-inducing molecules,

changing her life trajectory.

아이의 삶을 바꿀 수 있습니다.

And what's really exciting

그리고 정말 기대되는 것은 이러한 접근 방식이 향후에

is that these same approaches in the future could help us treat

비만, 당뇨병, 알츠하이머 등

or even prevent human diseases

that are linked to the gut microbiome,

장내 미생물과 관련된 인간의 질병을

including obesity, diabetes and Alzheimer's.

치료하거나 예방하는 데 도움이 될 수 있다는 점입니다.

I think it’s fascinating that we can now use CRISPR

우리에게 크리스퍼를 가져다 준 바로 그 작은 생물의 유전자를

to edit the same tiny organisms that gave us CRISPR.

크리스퍼로 편집할 수 있게 되었다는 것이 참 신기합니다.

In doing so, we’re collaborating with the ultimate partner: nature.

이렇게 해서 우리는 궁극적인 동료인 자연과 협력하는 겁니다.

Together, we can use CRISPR-powered precision microbiome editing

우리는 크리스퍼를 바탕으로 하는 맞춤 미생물군 편집을 사용하여

to build a more resilient future for all of us.

자연과 함께 우리 모두를 위해 더 건강한 미래를 만들 수 있습니다.

Thank you very much.

감사합니다.

(Applause)

(박수)