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

Traducător: Doina Cosovan Corector: Razvan Cristian Duia

So this is a talk about gene drives,

Aceasta e o prezentare despre gene drive,

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

dar voi începe prin a vă spune o mică povestire.

20 years ago, a biologist named Anthony James

Acum 20 de ani, un biolog pe nume Anthony James

got obsessed with the idea of making mosquitos

era obsedat de ideea de a crea țânțari

that didn't transmit malaria.

care să nu transmită malaria.

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

A fost o idee genială, dar în același timp un eșec total.

For one thing, it turned out to be really hard

Printre altele, s-a dovedit a fi foarte dificil

to make a malaria-resistant mosquito.

să creezi un țânțar rezistent la malarie.

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

James a reușit asta, într-un final, cu doar câțiva ani in urmă,

by adding some genes that make it impossible

adăugând câteva gene care făceau imposibilă

for the malaria parasite to survive inside the mosquito.

supraviețuirea parazitului în interiorul țânțarului.

But that just created another problem.

Dar asta a creat o altă problemă.

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

Acum că avem un ţânţar rezistent la boală,

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

cum îl facem să înlocuiască toţi țânțarii purtători de malarie?

There are a couple options,

Existau câteva soluții,

but plan A was basically to breed up

ideea principală fiind de a prăsi

a bunch of the new genetically-engineered mosquitos

un grup de țânțari modificați genetic,

release them into the wild

a-i elibera în natură,

and hope that they pass on their genes.

sperând că-și vor transmite genele.

The problem was that you'd have to release

Problema era că trebuiau eliberați

literally 10 times the number of native mosquitos to work.

de zece ori mai mulți țânțari decât cei existenţi, ca să funcționeze.

So in a village with 10,000 mosquitos,

Adică într-un sat cu 10 000 de țânțari,

you release an extra 100,000.

trebuiau eliberați încă 100 000.

As you might guess,

Așa cum ați ghicit,

this was not a very popular strategy with the villagers.

asta nu a fost o metodă foarte apreciată de localnici.

(Laughter)

(Râsete)

Then, last January, Anthony James got an email

Apoi, în ianuarie, Anthony James a primit un e-mail

from a biologist named Ethan Bier.

de la un biolog pe nume Ethan Bier.

Bier said that he and his grad student Valentino Gantz

Bier spunea că el și studentul lui, Valentino Gantz,

had stumbled on a tool that could not only guarantee

au descoperit întâmplător o unealtă care nu doar garantează

that a particular genetic trait would be inherited,

transmiterea unei gene,

but that it would spread incredibly quickly.

dar care o va și transmite foarte rapid.

If they were right, it would basically solve the problem

Dacă aveau dreptate, rezolvau problema

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

la care el și James lucrau de 20 de ani.

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

Ca test, au creat doi țânțari care să poarte gena anti-malarie,

and also this new tool, a gene drive,

dar și această nouă unealtă, o genă drive,

which I'll explain in a minute.

pe care am s-o explic imediat.

Finally, they set it up so that any mosquitos

În fine, au făcut ca ţânţarii ce moşteneau gena antimalarie

that had inherited the anti-malaria gene

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

să nu aibă ochii albi, normali, ci roșii.

That was pretty much just for convenience

Au făcut asta doar pentru comoditate,

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

ca să-i poată distinge foarte ușor.

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

Așa că au luat doi țânțari anti-malarie cu ochi roșii

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

și i-au pus într-o cutie cu 30 de țânțari obișnuiți,

and let them breed.

lăsându-i se înmulțească.

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

În două generații, ei au produs 3 800 de strănepoți.

That is not the surprising part.

Și nu asta e partea uimitoare.

This is the surprising part:

Cel mai uimitor a fost că,

given that you started with just two red-eyed mosquitos

pornind cu doar doi țânțari cu ochi roșii

and 30 white-eyed ones,

și 30 cu ochi albi,

you expect mostly white-eyed descendants.

erau de așteptat mai mulți urmași cu ochi albi.

Instead, when James opened the box,

Totuși, când James a deschis cutia,

all 3,800 mosquitos had red eyes.

toți cei 3800 de țânțari aveau ochi roșii.

When I asked Ethan Bier about this moment,

Când l-am întrebat de acest moment,

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

Ethan Bier era aşa de emoţionat, încât striga în telefon.

That's because getting only red-eyed mosquitos

Obținând doar țânțari cu ochi roșii

violates a rule that is the absolute cornerstone of biology,

viola o regulă care e piatra de temelie a biologiei,

Mendelian genetics.

genetica mendeliană.

I'll keep this quick,

N-am s-o mai lungesc.

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

Conform lui Mendel, dintr-un mascul şi o femelă

their baby inherits half of its DNA from each parent.

rezultă un urmaș cu 1/2 ADN de la fiecare părinte.

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

Așadar, dacă țânțarul originar era un aa, iar al nostru - un aB,

where B is the anti-malarial gene,

unde B este gena anti-malarie,

the babies should come out in four permutations:

urmașii vor ieși în patru variante de permutare:

aa, aB, aa, Ba.

aa, aB, aa, Ba.

Instead, with the new gene drive,

În schimb, cu noua genă drive,

they all came out aB.

au ieșit cu toții aB.

Biologically, that shouldn't even be possible.

Biologic, n-ar trebui să fie posibil.

So what happened?

Așadar -- ce se întâmplase?

The first thing that happened

Primul lucru a fost

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

apariția unui instrument de editare genetică pe nume CRISPR, în 2012.

Many of you have probably heard about CRISPR,

Mulți ați auzit probabil de CRISPR.

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

Așa că am s-o definesc scurt ca pe unealta ce permite cercetătorilor

to edit genes very precisely, easily and quickly.

să editeze gene foarte precis, ușor și rapid.

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

Face asta printr-un mecanism care există deja la bacterii.

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

Simplu spus, o proteină acționează precum o foarfecă

and cuts the DNA,

și taie ADN-ul.

and there's an RNA molecule that directs the scissors

Există și o moleculă ARN care direcționează foarfeca

to any point on the genome you want.

către orice punct al genomului.

The result is basically a word processor for genes.

Rezultă în principiu un procesor de text pentru gene.

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

Poți scoate o genă cu totul, poți adăuga alta,

or even edit just a single letter within a gene.

sau poți edita doar o literă dintr-o genă.

And you can do it in nearly any species.

Și poți face asta pentru orice specie.

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

Vă mai amintiți cele două probleme pe care le aveau la origine genele drive?

The first was that it was hard to engineer a mosquito

Prima: era greu de modificat un țânțar

to be malaria-resistant.

să fie rezistent la malarie.

That's basically gone now, thanks to CRISPR.

Problema a fost rezolvată, grație CRISPR.

But the other problem was logistical.

Cealaltă problemă era de logistică.

How do you get your trait to spread?

Cum faci ca gena să se răspândească?

This is where it gets clever.

Aici intervine ingeniozitatea.

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

Cu doi ani în urmă, Kevin Esvelt, un biolog de la Harvard,

wondered what would happen

s-a întrebat ce s-ar întâmpla dacă ar insera odată cu CRISPR

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

nu numai gena noua, dar și mașinăria de tăiat și lipit?

but also the machinery that does the cutting and pasting.

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

Cu alte cuvinte, dacă CRISPR s-ar copia și s-ar lipi pe sine?

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

Ai ajunge la un perpetuum mobile pentru editarea de gene.

And that's exactly what happened.

Și exact asta s-a întâmplat.

This CRISPR gene drive that Esvelt created

Driver-ul de genă CRISPR creat de Esvelt

not only guarantees that a trait will get passed on,

garantează nu numai transmiterea unui caracter,

but if it's used in the germline cells,

dar dacă este folosit în celulele germinale,

it will automatically copy and paste your new gene

va copia și lipi automat noua genă.

into both chromosomes of every single individual.

în ambii cromozomi ai fiecărui individ.

It's like a global search and replace,

Este o operațiune de înlocuire la scară globală,

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

adică transformă o trăsătură heterozigotă într-una homozigotă.

So, what does this mean?

Ce înseamnă asta?

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

Că avem o unealtă nouă foarte puternică,

but also somewhat alarming new tool.

dar şi una oarecum îngrijorătoare.

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

Până acum, faptul că gena drive nu funcționa atât de bine

was actually kind of a relief.

era un fel de garanție.

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

Când intervenim în genele unui organism,

we make that thing less evolutionarily fit.

îl facem mai puțin pregătit pentru adaptare.

So biologists can make all the mutant fruit flies they want

Astfel, biologii puteau crea câte musculițe mutante doreau,

without worrying about it.

fără să-și facă griji.

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

Dacă unele dintre ele evadează, natura va avea grijă de ele.

What's remarkable and powerful and frightening about gene drives

Ce este remarcabil, puternic și înfricoșător la genele drive

is that that will no longer be true.

este că asta nu se va mai întâmpla.

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

Dacă trăsătura vizată nu are un defect evoluționar major,

like a mosquito that can't fly,

de exemplu țânțarul să nu poată zbura,

the CRISPR-based gene drive will spread the change relentlessly

gena drive va răspândi mutația în mod neabătut,

until it is in every single individual in the population.

până ce va ajunge la toţi indivizii din populaţie.

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

Nu e ușor să faci o genă drive care să funcționeze aşa de bine.

but James and Esvelt think that we can.

Dar James și Esvelt consideră că putem.

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

Vestea bună este că astfel se deschid drumuri noi.

If you put an anti-malarial gene drive

Dacă implantezi gena drive anti-malarie

in just 1 percent of Anopheles mosquitoes,

în doar 1% dintre țânțarii Anopheles,

the species that transmits malaria,

specia care transmite boala,

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

se estimează că ea se va extinde la întreaga populație într-un an.

So in a year, you could virtually eliminate malaria.

Așadar, malaria ar putea fi eradicată într-un an.

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

În practică, ne aflăm la câțiva ani distanță de a fi capabili de asta,

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

dar 1000 de copii încă mor de malarie zilnic.

In a year, that number could be almost zero.

Într-un an, cifra s-ar putea reduce la zero.

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

La fel pentru febra dengue, chikungunya, friguri galbene.

And it gets better.

Și tot așa.

Say you want to get rid of an invasive species,

Să zicem că vrei să scapi de o specie invazivă,

like get Asian carp out of the Great Lakes.

cum ar fi crapul asiatic din Marile Lacuri.

All you have to do is release a gene drive

Trebuie doar să eliberezi o genă drive

that makes the fish produce only male offspring.

care face ca puietul să fie doar de sex masculin.

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

În câteva generații nu vor mai fi femele, nu vor mai fi crapi.

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

Vom putea reface sute de specii native

that have been pushed to the brink.

care au fost împinse la limită.

OK, that's the good news,

Asta e vestea bună,

this is the bad news.

iat-o și pe cea rea.

Gene drives are so effective

Aceste gene sunt atât de eficiente

that even an accidental release could change an entire species,

încât o scăpare accidentală ar putea transforma o specie întreagă,

and often very quickly.

și asta foarte rapid.

Anthony James took good precautions.

Anthony James și-a luat măsuri de precauție.

He bred his mosquitos in a bio-containment lab

A prăsit țânțarii în condiții de siguranță

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

și a folosit o specie care nu e nativă în SUA

so that even if some did escape,

deci dacă unii chiar ar evada,

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

aceștia ar dispărea, nu ar avea cu cine să se împerecheze

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

Însă, dacă o duzină de crapi asiatici care impune gena masculină

accidentally got carried from the Great Lakes back to Asia,

ar ajunge să fie transportați întâmplător din Marile Lacuri înapoi în Asia,

they could potentially wipe out the native Asian carp population.

aceștia ar putea duce la dispariția crapilor asiatici.

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

Asta nu e atât de improbabil la cât de conectată e lumea.

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

De fapt, de asta avem problema speciilor invazive.

And that's fish.

Și asta doar cu peștii.

Things like mosquitos and fruit flies,

Vietățile precum țânțarii și musculițele

there's literally no way to contain them.

nu pot fi reținute în niciun fel.

They cross borders and oceans all the time.

Ele trec frontiere și oceane tot timpul.

OK, the other piece of bad news

O altă veste proastă

is that a gene drive might not stay confined

este că o genă drive nu poate fi restrânsă

to what we call the target species.

la ceea ce noi numim speciile vizate

That's because of gene flow,

din cauza fluxului de gene,

which is a fancy way of saying that neighboring species

care presupune că speciile vecine

sometimes interbreed.

uneori se încrucișează.

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

În acest caz, e posibil ca o genă drive să fie transmisă,

like Asian carp could infect some other kind of carp.

crapii asiatici infectând alt tip de crapi.

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

Asta n-ar fi aşa de grav dacă ai impune o trăsătură precum culoarea ochilor.

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

De fapt, sunt ceva şanse să vedem

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

un val de musculițe ciudate în viitorul apropiat.

But it could be a disaster

Dar poate fi un dezastru

if your drive is deigned to eliminate the species entirely.

dacă scopul genei este eliminarea unei întregi specii.

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

Alt lucru îngrijorător e că tehnologia pentru a face asta,

to genetically engineer an organism and include a gene drive,

modificarea genetică a unui organism și includerea unei gene drive,

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

e ceva ce orice laborator din lume poate face.

An undergraduate can do it.

Un student o poate face.

A talented high schooler with some equipment can do it.

Un liceean talentat cu echipamentul potrivit o poate face.

Now, I'm guessing that this sounds terrifying.

Acum presupun că sună înfricoșător.

(Laughter)

(Râsete)

Interestingly though, nearly every scientist I talk to

E interesant că aproape orice cercetător cu care am vorbit

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

pare să creadă că genele drive nu sunt atât de înfricoșătare sau periculoase.

Partly because they believe that scientists will be

Parțial fiindcă ei cred că cercetătorii vor fi

very cautious and responsible about using them.

foarte atenți și responsabili la folosirea lor.

(Laughter)

(Râsete)

So far, that's been true.

Până acum, așa a fost.

But gene drives also have some actual limitations.

Dar genele drive au câteva limitări.

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

Ele funcționează doar în cazul speciilor care se reproduc sexual.

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

Deci, din fericire, nu pot fi creați viruși sau bacterii cu ele.

Also, the trait spreads only with each successive generation.

De asemenea, trăsăturile se răspândesc doar în generații succesive.

So changing or eliminating a population

Schimbarea sau eliminarea unei populații

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

e practică doar dacă acea specie are un ciclu reproducător rapid

like insects or maybe small vertebrates like mice or fish.

precum insecte sau vertebrate mici ca șoareci sau pești.

In elephants or people, it would take centuries

La elefanți sau oameni, ar dura secole

for a trait to spread widely enough to matter.

ca o trăsătură să se răspândească îndeajuns.

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

Chiar cu CRISPR, nu e chiar așa de ușor să creezi o trăsătură devastatoare.

Say you wanted to make a fruit fly

Să zicem că cineva vrea o musculiță

that feeds on ordinary fruit instead of rotting fruit,

care consumă fructe normale, nu fructe descompuse,

with the aim of sabotaging American agriculture.

cu scopul de a sabota agricultura americană.

First, you'd have to figure out

Întâi, trebuie să-și dea seama

which genes control what the fly wants to eat,

ce gene controlează ce vor musculițele să mănânce,

which is already a very long and complicated project.

care e deja un proces foarte lung și complicat.

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

Apoi să modifice acele gene ca să schimbe comportamentul musculiței

to whatever you'd want it to be,

în comportamentul dorit,

which is an even longer and more complicated project.

care e un proces și mai lung și complicat.

And it might not even work,

Și tot poate să nu meargă

because the genes that control behavior are complex.

fiindcă genele ce induc comportamente sunt complexe.

So if you're a terrorist and have to choose

Deci dacă un terorist trebuie să aleagă

between starting a grueling basic research program

între a începe un program de cercetare istovitor,

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

cu ani de lucru meticulos de laborator, care ar putea să nu dea roade

or just blowing stuff up?

sau să arunce ceva în aer,

You'll probably choose the later.

probabil ar alege ultima opțiune.

This is especially true because at least in theory,

Asta e adevarat pentru că, macăr teoretic,

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

ar trebui să fie destul de ușor să creezi un drive invers,

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

care suprascrie modificarea făcută de drive-ul inițial.

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

Deci, dacă nu îți plac efectele unei modificări,

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

poți răspândi un drive care să îi anuleze efectele,

at least in theory.

cel puțin în teorie.

OK, so where does this leave us?

Deci, care ar fi concluzia?

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

Suntem capabili să modificăm specii întregi cum ne dorim.

Should we?

Ar trebui?

Are we gods now?

Suntem zei acum?

I'm not sure I'd say that.

Nu cred că aș spune asta.

But I would say this:

Dar aș spune asta:

first, some very smart people

câțiva oameni foarte inteligenți

are even now debating how to regulate gene drives.

dezbat cum să reglementeze genele drive.

At the same time, some other very smart people

În același timp, alți oameni foarte inteligenți

are working hard to create safeguards,

lucrează din greu să creeze protecție,

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

precum gene drive care se autoreglează sau dispar după câteva generații.

That's great.

Asta e minunat.

But this technology still requires a conversation.

Dar această tehnologie încă necesită o conversație.

And given the nature of gene drives,

Dată fiind natura genelor drive,

that conversation has to be global.

conversația trebuie să fie globală.

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

Dacă Kenya vrea să folosească ceva, dar Tanzania nu?

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

Cine decide dacă să se răspândească o genă drive pentru a zbura?

I don't have the answer to that question.

Nu am răspunsul la această întrebare.

All we can do going forward, I think,

Consider că mergând înainte

is talk honestly about the risks and benefits

trebuie să vorbim onest despre riscuri și beneficii

and take responsibility for our choices.

și să ne asumăm responsabilitatea alegerilor.

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

Prin asta mă refer nu doar la alegerea de a folosi o genă drive,

but also the choice not to use one.

dar și la alegerea de a nu folosi una.

Humans have a tendency to assume that the safest option

Oamenii au tendința de a presupune că cea mai sigură opțiune

is to preserve the status quo.

e să mențină status quo-ul.

But that's not always the case.

Dar nu e aşa mereu.

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

Genele drive au riscuri și acestea trebuie discutate,

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

dar malaria există acum și ucide 1000 de oameni zilnic.

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

Pentru a o preveni, pulverizăm pesticide care aduc daune grave altor specii,

including amphibians and birds.

precum amfibienilor și păsărilor.

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

Când veţi auzi de genele drive în următoarele luni,

and trust me, you will be hearing about them,

și credeţi-mă, veţi auzi despre ele,

remember that.

țineţi minte asta.

It can be frightening to act,

Poate fi înfricoșător să acționăm,

but sometimes, not acting is worse.

dar, câteodată, să nu acționăm e mai rău.

(Applause)

(Aplauze)