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

286,588 views ・ 2019-05-21

TED


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번역: DK Kim 검토: Jihyeon J. Kim
00:13
The most important gift your mother and father ever gave you
0
13286
4031
여러분의 부모님이 물려주신 가장 중요한 선물은
00:17
was the two sets of three billion letters of DNA
1
17341
2720
여러분의 유전자를 구성하는 DNA 염기쌍 30억 개입니다.
00:20
that make up your genome.
2
20085
1564
00:22
But like anything with three billion components,
3
22014
2477
하지만 구성품이 30억 개나 되는 것은 다른 것들과 마찬가지로 부서지기 쉽습니다.
00:24
that gift is fragile.
4
24515
1400
00:26
Sunlight, smoking, unhealthy eating,
5
26815
3540
햇빛, 흡연, 건강하지 않은 식단,
00:30
even spontaneous mistakes made by your cells,
6
30379
2992
심지어는 세포 자체에서 발생하는 자연스러운 오류조차
00:33
all cause changes to your genome.
7
33395
1923
여러분의 유전자에 영향을 미칩니다.
00:36
The most common kind of change in DNA
8
36942
3278
DNA 에 가장 흔하게 영향을 미치는 것은
00:40
is the simple swap of one letter, or base, such as C,
9
40244
4229
염기 하나, 예를 들어 C를
00:44
with a different letter, such as T, G or A.
10
44497
3241
T, G 나 A 같은 다른 염기로 바꾸는 것입니다.
00:48
In any day, the cells in your body will collectively accumulate
11
48744
3373
언제든 여러분 몸에 있는 세포는 점 돌연변이라고도 부르는
00:52
billions of these single-letter swaps, which are also called "point mutations."
12
52141
4836
이런 단일 염기 변이 수십억개를 집합적으로 축적합니다.
00:58
Now, most of these point mutations are harmless.
13
58147
2531
대부분의 점 돌연변이는 무해합니다.
01:00
But every now and then,
14
60702
1158
하지만 때때로
01:01
a point mutation disrupts an important capability in a cell
15
61884
3993
한 점 돌연변이가 세포의 중요한 부분에 말썽을 일으키거나
01:05
or causes a cell to misbehave in harmful ways.
16
65901
3355
세포가 해로운 방향으로 오작동하도록 만들기도 합니다.
01:10
If that mutation were inherited from your parents
17
70099
2999
그런 돌연변이가 여러분 부모로부터 전해 내려온 것이거나
01:13
or occurred early enough in your development,
18
73122
2660
여러분의 임신 초기에 발생한 것이라면
01:15
then the result would be that many or all of your cells
19
75806
2966
결과적으로 다수의 혹은 모든 세포가
01:18
contain this harmful mutation.
20
78796
1912
그러한 해로운 돌연변이를 포함하고 있을 수 있습니다.
01:21
And then you would be one of hundreds of millions of people
21
81153
3270
그렇다면 여러분은 유전 질환이 있는
01:24
with a genetic disease,
22
84447
1611
수 억명 중 한 명이 되는 것입니다.
01:26
such as sickle cell anemia or progeria
23
86082
3003
겸상적혈구빈혈증, 조로증,
01:29
or muscular dystrophy or Tay-Sachs disease.
24
89109
3121
근위축증이나 테이-삭스증 같은 것입니다.
01:34
Grievous genetic diseases caused by point mutations
25
94225
3182
점 돌연변이로 인한 심각한 유전 질환은
01:37
are especially frustrating,
26
97431
1993
큰 좌절감을 줍니다.
01:39
because we often know the exact single-letter change
27
99448
2904
우리는 어떤 염기때문에 질환이 발생하는지 정확히 알 수 있고
01:42
that causes the disease and, in theory, could cure the disease.
28
102376
4200
이론적으로는 그 병을 치료할 수도 있기 때문입니다.
01:47
Millions suffer from sickle cell anemia
29
107268
2849
수 백만 명이 겸상적혈구빈혈증을 앓고 있는데
01:50
because they have a single A to T point mutations
30
110141
3071
적혈구 유전자 두 개 모두에서 A가 T로 바뀐
01:53
in both copies of their hemoglobin gene.
31
113236
2361
점 돌연변이를 갖고 있기 때문입니다.
01:57
And children with progeria are born with a T
32
117529
3132
조로증이 있는 어린이들은
02:00
at a single position in their genome
33
120685
2168
여러분의 유전자에서는 C의 자리에 T를 갖고 태어났습니다.
02:02
where you have a C,
34
122877
1399
02:05
with the devastating consequence that these wonderful, bright kids
35
125125
3439
그로 인해서 놀랍고 총명한 아이들이 매우 빨리 노화하여
02:08
age very rapidly and pass away by about age 14.
36
128588
3976
불과 14살 정도에 사망하는 불행한 결과를 가져 옵니다.
02:14
Throughout the history of medicine,
37
134358
1683
의학의 역사를 통틀어
02:16
we have not had a way to efficiently correct point mutations
38
136065
3060
살아있는 생명체에서 점 돌연변이를 효과적으로 치료하는 방법,
02:19
in living systems,
39
139149
1769
02:20
to change that disease-causing T back into a C.
40
140942
3200
즉 질환을 일으키는 T를 다시 C로 되돌리는 방법은 없었습니다.
02:25
Perhaps until now.
41
145482
1968
아마도 지금까지는요.
02:27
Because my laboratory recently succeeded in developing such a capability,
42
147474
4190
왜냐하면 우리 연구팀이 최근에 그런 기술을 개발하는데 성공했거든요.
02:31
which we call "base editing."
43
151688
1800
그 기술을 "염기편집"이라 부릅니다.
02:35
The story of how we developed base editing
44
155277
2024
염기편집의 개발 역사는
02:37
actually begins three billion years ago.
45
157325
2674
사실 30억 년 전에 시작되었습니다.
02:41
We think of bacteria as sources of infection,
46
161055
2660
우리는 세균을 감염의 원인으로 생각합니다.
02:43
but bacteria themselves are also prone to being infected,
47
163739
3314
하지만 세균 자신도 쉽게 감염됩니다.
02:47
in particular, by viruses.
48
167077
1907
바로 바이러스에게요.
02:49
So about three billion years ago,
49
169871
2151
약 30억 년 전에
02:52
bacteria evolved a defense mechanism to fight viral infection.
50
172046
3880
바이러스 감염에 대항하여 세균이 방어 체계를 개발하였습니다.
02:57
That defense mechanism is now better known as CRISPR.
51
177649
2785
그 방어 체계는 "크리스퍼"로 더 잘 알려져 있습니다.
03:01
And the warhead in CRISPR is this purple protein
52
181008
2825
크리스퍼의 탄두는 이 보라색 단백질입니다.
03:03
that acts like molecular scissors to cut DNA,
53
183857
3778
DNA를 자르는 가위처럼 작동합니다.
03:07
breaking the double helix into two pieces.
54
187659
2428
이중나선을 두 조각으로 자릅니다.
03:11
If CRISPR couldn't distinguish between bacterial and viral DNA,
55
191323
3976
만약 크리스퍼가 세균이나 바이러스의 DNA를 구분할 수 없다면
03:15
it wouldn't be a very useful defense system.
56
195323
2239
별로 유용한 방어 체계가 될 수 없었을 것입니다.
03:18
But the most amazing feature of CRISPR
57
198315
2785
크리스퍼의 가장 놀라운 점은
03:21
is that the scissors can be programmed to search for,
58
201124
5037
그 가위가 특정한 DNA 순열만을 찾아
03:26
bind to and cut
59
206185
2423
거기에 붙은 다음 자르도록 프로그램되어 있다는 것입니다.
03:28
only a specific DNA sequence.
60
208632
2738
03:32
So when a bacterium encounters a virus for the first time,
61
212911
3397
따라서 세균이 바이러스에 처음 감염되었을 때
03:36
it can store a small snippet of that virus's DNA
62
216332
3373
향후에 감염이 있을 경우 크리스퍼 가위가
03:39
for use as a program to direct the CRISPR scissors
63
219729
3644
바이러스 DNA 순열을 잘라내게 하는 프로그램으로 사용하기 위해
03:43
to cut that viral DNA sequence during a future infection.
64
223397
3536
그 바이러스의 작은 DNA 조각을 저장할 수 있습니다.
03:47
Cutting a virus's DNA messes up the function of the cut viral gene,
65
227778
4913
바이러스의 DNA를 잘라내면 절단된 바이러스 유전자의
03:52
and therefore disrupts the virus's life cycle.
66
232715
2702
기능을 방해하여 바이러스의 수명주기를 방해합니다.
03:58
Remarkable researchers including Emmanuelle Charpentier, George Church,
67
238059
4801
에마누엘 샤펜티에, 조지 처치,
04:02
Jennifer Doudna and Feng Zhang
68
242884
2653
제니퍼 다우드나, 펑 장 같은 유명한 연구자들은
04:05
showed six years ago how CRISPR scissors could be programmed
69
245561
3969
6년 전에 어떻게 크리스퍼 가위를
04:09
to cut DNA sequences of our choosing,
70
249554
2587
세균이 선택한 바이러스의 DNA 순열이 아니라
04:12
including sequences in your genome,
71
252165
2369
여러분의 유전자에 들어있는 순열을 포함해서
04:14
instead of the viral DNA sequences chosen by bacteria.
72
254558
3343
우리가 선택한 DNA 순열을 잘라내도록 프로그램할 수 있는지 밝혔습니다.
04:18
But the outcomes are actually similar.
73
258550
2534
그러나 사실 결과는 비슷합니다.
04:21
Cutting a DNA sequence in your genome
74
261606
2468
일반적으로 여러분의 유전자에 들어있는
04:24
also disrupts the function of the cut gene, typically,
75
264098
4127
DNA 순열을 자르는 것은 절단된 자리에
04:28
by causing the insertion and deletion of random mixtures of DNA letters
76
268997
4467
무작위로 구성된 DNA 순열을 넣거나 뺌으로써 절단된 유전자의 기능을 방해합니다.
04:33
at the cut site.
77
273488
1153
04:36
Now, disrupting genes can be very useful for some applications.
78
276625
3881
그런데 유전자의 기능을 방해하는 것은 때로는 매우 유용합니다.
04:42
But for most point mutations that cause genetic diseases,
79
282005
4301
그러나 유전 질환을 유발하는 대부분의 점 돌연변이에서
04:46
simply cutting the already-mutated gene won't benefit patients,
80
286330
4357
단순히 변이 유전자를 제거하는 것은 환자에게 도움이 되지는 않습니다.
04:50
because the function of the mutated gene needs to be restored,
81
290711
3968
왜냐하면 변이된 유전자의 기능을 더 방해하는 것이 아니라
04:54
not further disrupted.
82
294703
1615
되살려내야 하기 때문입니다.
04:57
So cutting this already-mutated hemoglobin gene
83
297259
2882
따라서 겸상적혈구빈혈증을 일으키는
05:00
that causes sickle cell anemia
84
300165
2523
변이 유전자를 자르는 것은
05:02
won't restore the ability of patients to make healthy red blood cells.
85
302712
3516
정상적인 적혈구를 만드는 기능을 되살리지는 못합니다.
05:07
And while we can sometimes introduce new DNA sequences into cells
86
307631
4341
어떤 경우에는 절단 위치 주위에 있는 DNA 순열을 대치하기 위해
05:11
to replace the DNA sequences surrounding a cut site,
87
311996
3421
새로운 DNA 순열을 넣을 수 있지만
05:15
that process, unfortunately, doesn't work in most types of cells,
88
315441
4324
불행히도 그런 프로세스는 대부분 성공적이지 않으며
05:19
and the disrupted gene outcomes still predominate.
89
319789
2441
대부분 손상된 유전자가 발현됩니다.
05:24
Like many scientists, I've dreamed of a future
90
324297
2182
대다수 과학자들처럼 저는 인간의 유전 질환을
05:26
in which we might be able to treat or maybe even cure
91
326503
2774
치료하고 완치할 수도 있는 미래를 꿈꿉니다.
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
하지만 대부분의 인간 유전 질환을 초래하는 점 돌연변이를
05:34
which cause most human genetic diseases,
94
334960
3024
해소할 방법이 없었다는 것이
05:38
as a major problem standing in the way.
95
338008
2388
꿈을 이루는데 가장 큰 걸림돌입니다.
05:41
Being a chemist, I began working with my students
96
341434
2668
화학자로서 저는 학생들과 각각의 DNA 염기에 직접 작용하는
05:44
to develop ways on performing chemistry directly on an individual DNA base,
97
344126
4935
화학적 방법을 개발하고 유전 질환을 초래하는 돌연변이를
05:49
to truly fix, rather than disrupt, the mutations that cause genetic diseases.
98
349085
5619
방해만 하는 것이 아니라 진정으로 치료하기 위해 연구를 시작했습니다.
05:56
The results of our efforts are molecular machines
99
356522
2548
그 결과 우리는 "염기편집기"라는
05:59
called "base editors."
100
359094
1388
분자 기계를 만들었습니다.
06:01
Base editors use the programmable searching mechanism of CRISPR scissors,
101
361618
5475
염기편집기는 크리스퍼 가위의 프로그램 가능 탐색능력을 이용합니다.
06:07
but instead of cutting the DNA,
102
367117
2936
단순히 DNA를 자르는 것이 아니라
06:10
they directly convert one base to another base
103
370077
2941
다른 유전자를 방해하지 않고
06:13
without disrupting the rest of the gene.
104
373042
2253
한 염기를 다른 염기로 직접 교체합니다.
06:16
So if you think of naturally occurring CRISPR proteins as molecular scissors,
105
376674
4158
분자 가위로서 자연적으로 발생한 크리스퍼 단백질을 생각해보면
06:20
you can think of base editors as pencils,
106
380856
2786
염기편집기는 DNA염기의 원자를 재배열함으로써
06:23
capable of directly rewriting one DNA letter into another
107
383666
3496
DNA의 한 글자를 다른 글자로
06:28
by actually rearranging the atoms of one DNA base
108
388098
3803
직접 바꿔쓸 수 있는 연필로 볼 수 있습니다.
06:31
to instead become a different base.
109
391925
2334
다른 염기로 만드는 것을 대신해서 말입니다.
06:35
Now, base editors don't exist in nature.
110
395513
2176
자연에는 염기편집기가 없습니다.
06:38
In fact, we engineered the first base editor, shown here,
111
398683
3230
사실 최초의 염기편집기는 보시는 것처럼
06:41
from three separate proteins
112
401937
1357
세 개의 다른 단백질을 이용해서 만들어냈습니다.
06:43
that don't even come from the same organism.
113
403318
2230
그 단백질들은 심지어 같은 조직에서 나온 것도 아닙니다.
06:46
We started by taking CRISPR scissors and disabling the ability to cut DNA
114
406151
5097
크리스퍼 가위에서 DNA 자르기를 정지시키는 것부터 시작했습니다.
06:51
while retaining its ability to search for and bind a target DNA sequence
115
411272
4539
다만 프로그램된 방법으로 목표 DNA 순열을 찾아서 달라 붙는
06:55
in a programmed manner.
116
415835
1534
기능은 유지시켰습니다.
06:58
To those disabled CRISPR scissors, shown in blue,
117
418351
2837
파란색으로 표시한 조작된 크리스퍼 가위에
07:01
we attached a second protein in red,
118
421212
2508
빨간색 단백질을 추가하였습니다.
07:03
which performs a chemical reaction on the DNA base C,
119
423744
4301
이 단백질은 DNA 염기 C에 화학작용을 하여
07:08
converting it into a base that behaves like T.
120
428069
3333
T처럼 작용하는 염기로 전환시킵니다.
07:12
Third, we had to attach to the first two proteins
121
432958
3142
세 번째로 처음의 두 단백질에
07:16
the protein shown in purple,
122
436124
1350
보라색 단백질을 붙였습니다.
07:17
which protects the edited base from being removed by the cell.
123
437498
3600
편집된 염기가 세포에서 제거되지 않도록 보호하는 역할을 합니다.
07:22
The net result is an engineered three-part protein
124
442466
2842
결과적으로 우리는 세 부분으로 구성된 단백질을 만들었습니다.
07:25
that for the first time allows us to convert Cs into Ts
125
445332
4118
역사상 처음으로 유전자의 특정한 위치에서 C를 T로
07:29
at specified locations in the genome.
126
449474
2163
전환시킬 수 있게 된 것입니다.
07:33
But even at this point, our work was only half done.
127
453490
3032
하지만 이것은 절반 정도 완성된 것입니다.
07:36
Because in order to be stable in cells,
128
456546
2626
세포내에서 안정적으로 존재하려면
07:39
the two strands of a DNA double helix have to form base pairs.
129
459196
3659
DNA 이중나선 두 가닥이 염기쌍을 이루어야 하기 때문입니다.
07:44
And because C only pairs with G,
130
464125
3658
C는 오직 G와 결합하고
07:47
and T only pairs with A,
131
467807
3002
T는 A와만 결합하기 때문에
07:51
simply changing a C to a T on one DNA strand creates a mismatch,
132
471752
4846
DNA 한 가닥에서 단순히 C를 T로 전환하면 불일치가 생깁니다.
07:56
a disagreement between the two DNA strands
133
476622
2849
DNA 두 가닥에서 불일치가 생기면
07:59
that the cell has to resolve by deciding which strand to replace.
134
479495
4268
세포는 어느 가닥을 교체할지 정해서 문제를 해결해야 합니다.
08:05
We realized that we could further engineer this three-part protein
135
485149
4341
이 세 부분으로 된 단백질을 추가로 조작해서
08:10
to flag the nonedited strand as the one to be replaced
136
490649
3866
편집하지 않은 가닥을 교체하도록 표시하게 만들 수 있음을 발견했습니다.
08:14
by nicking that strand.
137
494539
1911
08:17
This little nick tricks the cell
138
497276
2529
이 작은 속임수는
08:19
into replacing the nonedited G with an A
139
499829
4947
세포가 가닥을 새로 만들 때 조작하지 않은 G를 A로 바꾸도록 합니다.
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
전에는 C-G 염기쌍이었던 것을 안정적인 T-A 염기쌍으로
08:31
into a stable T-A base pair.
142
511204
2296
전환하는 것을 완료합니다.
08:36
After several years of hard work
143
516585
1551
연구실에서 박사후과정생이었던
08:38
led by a former post doc in the lab, Alexis Komor,
144
518160
3981
알렉시스 코모가 이끈 수 년의 노력끝에
08:42
we succeeded in developing this first class of base editor,
145
522165
3182
첫 번째 단계의 염기편집기를 개발하는데 성공하였습니다.
08:45
which converts Cs into Ts and Gs into As
146
525371
3666
이것은 우리가 선정한 목표 지점에서
08:49
at targeted positions of our choosing.
147
529061
2159
C를 T로 G를 A로 변환합니다.
08:52
Among the more than 35,000 known disease-associated point mutations,
148
532633
5230
질병과 관련한 것으로 알려진 3만 5천여 개의 점 돌연변이 중에서
08:57
the two kinds of mutations that this first base editor can reverse
149
537887
3785
이 염기편집기가 되돌릴 수 있는 두 가지 종류의 변이는
09:01
collectively account for about 14 percent or 5,000 or so pathogenic point mutations.
150
541696
6143
약 14%, 5천 가지의 병원성 점 돌연변이에 해당합니다.
09:08
But correcting the largest fraction of disease-causing point mutations
151
548593
4770
질병을 일으키는 점 돌연변이의 가장 큰 부분을 교정하는 데는
09:13
would require developing a second class of base editor,
152
553387
3635
두 번째 단계의 염기편집기가 필요합니다.
09:17
one that could convert As into Gs or Ts into Cs.
153
557046
4086
A를 G로 또는 T를 C로 바꿀 수 있는 것입니다.
09:22
Led by Nicole Gaudelli, a former post doc in the lab,
154
562846
3727
연구실의 박사후과정생이었던 니콜 가델리가 이끈 연구에서
09:26
we set out to develop this second class of base editor,
155
566597
3122
두 번째 단계의 염기편집기를 개발하기 시작했습니다.
09:29
which, in theory, could correct up to almost half of pathogenic point mutations,
156
569743
6127
이론적으로는 병원성 점 돌연변이의 거의 반을 수정할 수 있습니다.
09:35
including that mutation that causes the rapid-aging disease progeria.
157
575894
3911
조로증을 유발하는 변이도 포함합니다.
09:42
We realized that we could borrow, once again,
158
582107
3167
유전자의 올바른 위치에 염기편집기를 보내기 위해
09:45
the targeting mechanism of CRISPR scissors
159
585298
4068
크리스퍼 가위의 탐색 기능을
09:49
to bring the new base editor to the right site in a genome.
160
589390
5161
한 번 더 이용할 수 있다는 것을 깨달았습니다.
09:55
But we quickly encountered an incredible problem;
161
595543
3092
하지만 곧 어려운 문제에 봉착했습니다.
09:59
namely, there is no protein
162
599896
2428
즉, DNA 에는
10:02
that's known to convert A into G or T into C
163
602348
4052
A를 G로 바꾸거나 T를 C로 바꾸는 것으로 알려진 단백질은
10:06
in DNA.
164
606424
1161
없다는 것이었습니다.
10:08
Faced with such a serious stumbling block,
165
608760
2166
그런 큰 걸림돌에 부딪히면
10:10
most students would probably look for another project,
166
610950
2532
학생들은 보통 다른 연구과제를 찾지요.
10:13
if not another research advisor.
167
613506
1740
다른 지도교수를 찾는 게 아니라면요.
10:15
(Laughter)
168
615270
1164
(웃음)
10:16
But Nicole agreed to proceed with a plan
169
616458
1942
하지만 니콜은 과제를 계속하기로 했고
10:18
that seemed wildly ambitious at the time.
170
618424
2667
그때는 매우 야심차게 보였습니다.
10:21
Given the absence of a naturally occurring protein
171
621966
2339
필요한 화학작용을 하는
10:24
that performs the necessary chemistry,
172
624329
2161
자연적인 단백질이 없어서
10:26
we decided we would evolve our own protein in the laboratory
173
626514
3436
A를 G처럼 작용하는 염기로 전환시키는
10:29
to convert A into a base that behaves like G,
174
629974
3835
새로운 단백질을 만들기로 하였습니다.
10:33
starting from a protein that performs related chemistry on RNA.
175
633833
4827
RNA에서 비슷한 작용을 하는 단백질에서부터 시작하였습니다.
10:39
We set up a Darwinian survival-of-the-fittest selection system
176
639230
3934
다윈의 적자생존체계를 만들어서
10:43
that explored tens of millions of protein variants
177
643188
3992
단백질 변종 수 천만 개를 연구하고
10:47
and only allowed those rare variants
178
647204
2018
필요로 하는 화학작용을 수행할 수 있는
10:49
that could perform the necessary chemistry to survive.
179
649246
3221
희귀한 변종만 살아남도록 했습니다.
10:53
We ended up with a protein shown here,
180
653883
2388
그리고 결국 여기 보이는 이 단백질을 만들어냈습니다.
10:56
the first that can convert A in DNA
181
656295
2857
DNA에서 A를 G와 닮은 염기로
10:59
into a base that resembles G.
182
659176
2092
전환시키는 최초의 것입니다.
11:01
And when we attached that protein
183
661292
1603
이 단백질을
11:02
to the disabled CRISPR scissors, shown in blue,
184
662919
2571
여기 기능을 삭제한 파란색 크리스퍼 가위에 붙여서
11:05
we produced the second base editor,
185
665514
2008
A를 G로 바꾸는 두 번째 단계의
11:07
which converts As into Gs,
186
667546
3095
염기편집기를 만들어냈습니다.
11:10
and then uses the same strand-nicking strategy
187
670665
3841
그리고 세포가 조작된 가닥을 다시 만들 때
11:14
that we used in the first base editor
188
674530
1920
편집되지 않은 T를 C로 대체하도록 속이기 위해
11:16
to trick the cell into replacing the nonedited T with a C
189
676474
5465
첫 번째 단계의 염기편집기에서 사용했던
11:21
as it remakes that nicked strand,
190
681963
1675
가닥을 변형시키는 방법을 사용했습니다.
11:23
thereby completing the conversion of an A-T base pair to a G-C base pair.
191
683662
4171
그렇게 해서 A-T 염기쌍을 G-C 염기쌍으로 전환하는 과정을 완료합니다.
11:28
(Applause)
192
688845
2047
(박수)
11:30
Thank you.
193
690916
1170
감사합니다.
11:32
(Applause)
194
692110
3357
(박수)
11:35
As an academic scientist in the US,
195
695491
2335
학교에 강의하는 과학자로서
11:37
I'm not used to being interrupted by applause.
196
697850
2147
박수 때문에 강의를 중단하는 경우는 익숙하지 않네요.
11:40
(Laughter)
197
700021
3151
(웃음)
11:43
We developed these first two classes of base editors
198
703196
4405
이 처음 두 단계의 염기편집기는
11:47
only three years ago and one and a half years ago.
199
707625
2774
불과 3년 전 그리고 1년 반 전에 개발하였습니다.
11:51
But even in that short time,
200
711267
1548
그 짧은 시간에도
11:52
base editing has become widely used by the biomedical research community.
201
712839
3722
염기편집기술은 생물의학 연구학계에 널리 퍼졌습니다.
11:57
Base editors have been sent more than 6,000 times
202
717776
4365
염기편집기는 전 세계 1천 명 이상의 연구자들에 의해
12:02
at the request of more than 1,000 researchers around the globe.
203
722165
3871
6천 회 이상 사용되었습니다.
12:07
A hundred scientific research papers have been published already,
204
727475
3516
세균에서 식물, 쥐와 영장류에 이르기까지
12:11
using base editors in organisms ranging from bacteria
205
731015
3728
염기편집기를 이용한 연구논문이
12:14
to plants to mice to primates.
206
734767
2134
이미 백편 가량 출판되었습니다.
12:19
While base editors are too new
207
739950
1607
인간을 대상으로 한 임상시험에
12:21
to have already entered human clinical trials,
208
741581
2885
염기편집기를 사용하기는 아직 이르지만
12:24
scientists have succeeded in achieving a critical milestone towards that goal
209
744490
5122
사람에게 유전질환을 일으키는 점 돌연변이를 수정하는데
12:29
by using base editors in animals
210
749636
2849
염기편집기를 이용하는 동물실험에서
12:32
to correct point mutations that cause human genetic diseases.
211
752509
3909
과학자들은 목표를 향한 중대한 이정표에 도달하는데 성공하였습니다.
12:37
For example,
212
757815
1151
예를 들어
12:38
a collaborative team of scientists led by Luke Koblan and Jon Levy,
213
758990
3793
루크 코블란과 존 리비가 이끌고
12:42
two additional students in my lab,
214
762807
2413
우리 실험실 학생 두 명도 참여하는 팀이
12:45
recently used a virus to deliver that second base editor
215
765244
4119
최근에 조로증이 있는 쥐에 2단계 편집기를 넣어서
12:49
into a mouse with progeria,
216
769387
2190
그 병을 일으키는 T를 C로 바꿔서
12:51
changing that disease-causing T back into a C
217
771601
3857
DNA, RNA와 단백질 수준에서
12:55
and reversing its consequences at the DNA, RNA and protein levels.
218
775482
4106
그 결과를 되돌리기 위해서 바이러스를 이용하였습니다.
13:00
Base editors have also been used in animals
219
780880
2746
염기편집기는 타이로신혈증,
13:03
to reverse the consequence of tyrosinemia,
220
783650
2924
베타 지중해 빈혈증, 근위축증,
13:07
beta thalassemia, muscular dystrophy,
221
787642
3618
페닐케톤요증, 선천성 난청과
13:11
phenylketonuria, a congenital deafness
222
791284
3690
심혈관 질환의 한 유형을 치료하기 위해
13:14
and a type of cardiovascular disease --
223
794998
1939
수행하는 동물실험에도 쓰였습니다.
13:16
in each case, by directly correcting a point mutation
224
796961
4862
각 실험에서 질환을 유발하거나 관련된
13:21
that causes or contributes to the disease.
225
801847
2553
점 돌연변이를 직접 수정하였습니다.
13:25
In plants, base editors have been used
226
805688
2056
식물에서는 더 많은 수확을 거두기 위해
13:27
to introduce individual single DNA letter changes
227
807768
4072
DNA의 한 글자씩을 변경하는 방법으로
13:31
that could lead to better crops.
228
811864
1968
염기편집기를 사용하였습니다.
13:34
And biologists have used base editors to probe the role of individual letters
229
814253
4589
생물학자들은 암과 같은 질병에 연관된 유전자에 들어 있는
13:38
in genes associated with diseases such as cancer.
230
818866
2817
개별 글자의 역할을 이해하기 위해 염기편집기를 이용하였습니다.
13:43
Two companies I cofounded, Beam Therapeutics and Pairwise Plants,
231
823046
4567
제가 공동설립한 두 회사, 빔 쎄라퓨틱스와 페어와이즈 플랜츠는
13:47
are using base editing to treat human genetic diseases
232
827637
3825
인간유전질환치료와 농업기술발전을 위해
13:51
and to improve agriculture.
233
831486
1606
염기편집기술을 사용하고 있습니다.
13:53
All of these applications of base editing
234
833953
1966
이 모든 염기편집기술의 응용은
13:55
have taken place in less than the past three years:
235
835943
3094
지난 3년 이내에 일어난 일들입니다.
13:59
on the historical timescale of science,
236
839061
2364
과학역사의 기준으로 보면
14:01
the blink of an eye.
237
841449
1282
눈 깜짝할 시간에 불과합니다.
14:04
Additional work lies ahead
238
844657
1253
염기편집기술이
14:05
before base editing can realize its full potential
239
845934
3032
유전질환이 있는 환자들의 삶을 개선할 그 모든 잠재력을
14:08
to improve the lives of patients with genetic diseases.
240
848990
3614
완전히 펼치기까지는 앞으로 더 많은 일이 남아 있습니다.
14:13
While many of these diseases are thought to be treatable
241
853244
2780
많은 이런 질병들은 조직 세포의
14:16
by correcting the underlying mutation
242
856048
1849
작은 부분에서만이라도
14:17
in even a modest fraction of cells in an organ,
243
857921
3516
관련된 돌연변이를 수정한다면 치료할 수 있다고 생각됩니다.
14:21
delivering molecular machines like base editors
244
861461
2976
하지만 염기편집기같은 분자기계를
14:24
into cells in a human being
245
864461
1767
인간의 세포에 넣는 일은 쉬운 일이 아닙니다.
14:26
can be challenging.
246
866252
1169
14:28
Co-opting nature's viruses to deliver base editors
247
868962
3373
감기를 걸리게 하는 분자가 아니라
14:32
instead of the molecules that give you a cold
248
872359
2198
염기편집기를 넣기 위하여 자연에 있는 바이러스를 고르는 것은
14:34
is one of several promising delivery strategies
249
874581
2687
성공적이고 희망적인 여러 가지 전달방법 중 하나입니다.
14:37
that's been successfully used.
250
877292
1659
14:40
Continuing to develop new molecular machines
251
880268
2365
한 염기쌍을 다른 염기쌍으로 전환하는
14:42
that can make all of the remaining ways
252
882657
1868
나머지 경우들을 가능하게 하거나
14:44
to convert one base pair to another base pair
253
884549
2892
세포내에서 의도하지 않은 위치에 원하지 않는 편집을
14:47
and that minimize unwanted editing at off-target locations in cells
254
887465
4380
최소화하는 분자기계를 지속적으로 개발하는 것은 매우 중요합니다.
14:51
is very important.
255
891869
1200
14:53
And engaging with other scientists, doctors, ethicists and governments
256
893782
4706
염기편집기술이 최대한 신중하고 안전하고
14:58
to maximize the likelihood that base editing is applied thoughtfully,
257
898512
4791
윤리적으로 사용되도록 하기 위해 다른 과학자, 의사,
15:03
safely and ethically,
258
903327
2381
윤리학자, 정부와 협력하는 것은 여전히 중요합니다.
15:05
remains a critical obligation.
259
905732
2000
15:09
These challenges notwithstanding,
260
909525
1611
이러한 성과들에도 불구하고
15:11
if you had told me even just five years ago
261
911160
3655
만약 여러분이 제게
15:14
that researchers around the globe
262
914839
1651
전 세계의 연구자들이
15:16
would be using laboratory-evolved molecular machines
263
916514
3539
실험실에서 진화한 분자기계를
15:20
to directly convert an individual base pair
264
920077
2997
인간 유전자의 특정 위치에서
15:23
to another base pair
265
923098
1182
개별 염기쌍을 다른 염기쌍으로
15:24
at a specified location in the human genome
266
924304
2619
효율적이면서도 최소한의 부작용만으로
15:26
efficiently and with a minimum of other outcomes,
267
926947
3825
직접 수정하기 위해 사용할 것이라고
5년전에만 얘기했더라도 저는
15:30
I would have asked you,
268
930796
1168
15:31
"What science-fiction novel are you reading?"
269
931988
2474
"무슨 과학소설얘기입니까" 라고 반문했을 것입니다.
15:35
Thanks to a relentlessly dedicated group of students
270
935706
3460
우리가 무엇을 만들 수 있을지 창의적으로 생각하고
15:39
who were creative enough to engineer what we could design ourselves
271
939190
4460
만들 수 없는 것은 용감하게 진화시켜 나간
15:43
and brave enough to evolve what we couldn't,
272
943674
2925
지칠 줄 모르고 노력하는 학생들 덕분에
15:46
base editing has begun to transform that science-fiction-like aspiration
273
946623
5040
염기편집기술은 과학소설 같은 영감을
15:51
into an exciting new reality,
274
951687
1857
놀라운 새로운 현실로 변화시켜 나아갔습니다.
15:54
one in which the most important gift we give our children
275
954250
3231
우리가 다음 세대에게 줄 가장 중요한 선물은
15:57
may not only be three billion letters of DNA,
276
957505
3025
30억 개의 DNA 뿐 아니라
16:00
but also the means to protect and repair them.
277
960554
3110
그것을 보호하고 수리하는 수단일 것입니다.
16:04
Thank you.
278
964339
1151
감사합니다.
16:05
(Applause)
279
965514
4502
(박수)
16:10
Thank you.
280
970040
1150
감사합니다.
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