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

Translator: Thanh Pham Reviewer: Nguyen Tran Nhat Minh

The essence of being human is that we solve problems.

Bản chất của con người là ta luôn tìm tòi câu trả lời.

And when we're faced with enormous problems

Và khi ta phải đối mặt với những thách thức lớn

like disease and climate change,

như dịch bệnh hay sự biến đổi khí hậu,

we need to solve them by collaboration.

ta cần phải giải quyết bằng cách hợp lực.

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

Tôi rất vui khi được giới thiệu về cách thức hợp lực mới

that will absolutely create solutions to these big problems.

mà chắc chắn sẽ tạo ra giải pháp cho những vấn đề nan giải này.

It's a collaboration that's unexpected

Đó là một sự hợp lực khá bất ngờ,

because it's between humans

vì nó là sự cộng tác giữa người

and the tiniest organisms that populate our planet:

và những sinh vật bé nhỏ sinh sống trên hành tinh ta:

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

đó là vi khuẩn và vi sinh vật sống trên ta, trong cơ thể ta, và xung quanh ta.

Bacteria may be small and unseen,

Vi khuẩn nghe chừng có vẻ nhỏ bé,

but they often have inspired transformative innovations,

những chúng là nguồn cảm hứng khởi đầu cho các phát minh vĩ đại,

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

nó đã trở thành “xương sống” của một trong những nghiên cứu của chính tôi.

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

Trong tập kỉ qua, tôi đã là những người dẫn đầu

of developing a revolutionary technology called CRISPR

trong việc phát triển một công nghệ vượt trội gọi là CRISPR,

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

là thành quả nghiên cứu của cách vi khuẩn chống lại nhiễm trùng như nào.

CRISPR is amazing because it allows us

Công nghệ CRISPR rất tuyệt vời, vì nó

to precisely edit the DNA in living organisms,

cho phép ta thay đổi cấu trúc DNA trong các cá thể sống,

including in people and plants.

bao gồm những cá thể trong người và thực vật.

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

Với CRISPR, ta có thể thay đổi, loại bỏ hoặc thay thế các gen

that govern the function of cells.

chi phối hoạt động của tế bào.

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

Đơn giản hơn, CRISPR giống như trình soạn thảo văn bản cho phép ta

to find, cut and paste text.

tìm, cắt, và dán câu văn.

CRISPR, amazingly, has already cured people of devastating disorders

CRISPR đã giúp chữa bệnh cho những người mắc bệnh hiểm nghèo

like sickle cell disease,

như bệnh hồng cầu lưỡi liềm,

and it's created rice plants

và nó còn tạo ra các giống lúa

that are resistant to both diseases and drought.

chống lại được cả các dịch bệnh và các cơn hạn hán.

Incredible, right?

Thật tuyệt vời, phải không nào?

But the next world-changing advance with CRISPR

Nhưng bước tiến quan trọng tiếp theo của CRISPR

will actually come from using it in a way

thực ra sẽ đến từ việc sử dụng nó theo cách

that will allow us to go to the next level

cho phép chúng ta cải tiến

by editing genes beyond just in individual organisms.

bằng cách sửa đổi gen của không chỉ từng cá thể.

We now have the ability to use CRISPR

Chúng ta giờ có khả năng dùng CRISPR

to edit entire populations of tiny microbes,

để thay đổi cả một quần thể vi sinh vật,

called microbiomes,

hay gọi là hệ vi sinh vật,

that live in and on our bodies.

sống ở trong cơ thể, hay trên bề mặt da chúng ta.

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

Trong nhiều năm, các nhà khoa học đã cẩn thận nghiên cứu từng cá thể một,

as if each type of bacteria behaved independently.

như thể mỗi vi khuẩn đều có hành vi khác nhau.

But we now know that bacterial behaviors,

Nhưng bây giờ ta đã hiểu rõ các vi khuẩn,

both good and bad,

cả loại tốt lẫn có hại,

result from their interactions within complex microbiomes.

hành động dựa trên các tương tác của chúng trong hệ vi sinh vật.

In humans, dysfunctional gut microbiomes

Ở con người, hệ vi sinh vật trong đường ruột rối loạn chức năng

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

thường đi kèm với các bệnh như Alzheimer hay bệnh hen suyễn.

And in farm animals, microbiomes produce methane,

Và ở trong các gia cầm, hệ vi sinh vật sản sinh ra khí metan,

a powerful contributor to climate change.

tác nhân làm gia tăng biến đổi khí hậu.

But when they're healthy,

Nhưng khi ta khỏe mạnh,

both human and animal microbiomes can actually prevent disease

hệ vi sinh trong người và động vật đều có thể giúp phòng ngừa dịch bệnh

and reduce methane emissions.

và giảm thiểu lượng khí thải metan.

So to harness these benefits,

Để sử dụng những lợi ích này,

we need a way to precisely and reproducibly control

ta cần phải biết cách kiểm soát và tái tạo

these microbial communities.

các hệ vi sinh này.

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

Vậy tại sao trước kia ta khó có thể kiểm soát các hệ vi sinh này vậy?

It turns out that microbiomes are very complex,

Hóa ra, các hệ vi sinh này rất phức tạp,

and they're difficult to manipulate.

và kiểm soát chúng là một thách thức lớn.

Antibiotics affect the entire microbiome

Thuốc kháng sinh gây ảnh hưởng lớn lên cả hệ vi sinh

and their overuse can lead to drug resistance.

và việc lạm dụng thuốc có thể làm các vi sinh này kháng thuốc.

Diet and probiotics are nonspecific

Chế độ ăn uống và chế phẩm sinh học không đặc hiệu

and they're often ineffective.

và chúng thường không có hiệu quả.

Fecal transplants face various challenges to both effectiveness and acceptance.

Công nghệ ghép phân gặp nhiều thách thức do hiệu quả thấp và không được đón nhận.

(Laughter)

(Tiếng cười)

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

Nhưng với CRISPR, chúng tôi có công cụ như một chiếc dao phẫu thuật.

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

Nó cho phép chúng tôi làm việc với một gen nhất định của một tế bào.

With CRISPR, we can change one kind of bacterium

Với CRISPR, ta có thể thay đổi một loại vi khuẩn

without affecting all the others.

mà không làm ảnh hưởng đến các loại khác.

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

Một thách thức khác chính là có ít hơn 1% tổng số cá thể vi sinh

have been grown and studied in the lab.

được nuôi cấy và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.

Fortunately, we can now access the other 99 percent

May thay, ta có thể tìm hiểu 99% còn lại

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

nhờ vào nghiên cứu tầm cỡ của đồng nghiệp tôi, Jill Banfield,

and her breakthrough technology,

và công nghệ vượt trội của cô ấy,

metagenomics,

di truyền học sinh thái,

which is a tool that allows us to figure out

một công cụ giúp chúng tôi phát hiện

what species are present

những cá thể đang tồn tại

and what they're doing in a microbial community.

và chúng có tác động gì trong hệ vi sinh vật.

Metagenomics creates a detailed blueprint of a complex microbiome,

Di truyền học sinh thái tạo ra một bản phả hệ chi tiết của một hệ vi sinh,

and that means that we can use it

và nó có nghĩa rằng, ta có thể sử dụng

to figure out how to use gene editing tools

để tìm ra cách sử dụng công cụ chỉnh sửa gen

in the right gene, in the right organism.

một cách đúng đắn, với một cá thể tương hợp.

You might be wondering how we can take this new knowledge

Bạn sẽ nghĩ rằng, làm thế nào để ta tận dụng công nghệ này

and harness it to solve real world problems.

và áp dụng vào đời sống để giải quyết các vấn đề?

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

Chúng tôi đang cùng hợp lực hai công nghệ vượt trội này với nhau,

metagenomics and CRISPR,

di truyền học và CRISPR,

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

để tạo ra một chuyên ngành khoa học mới gọi là ngành sửa đổi hệ vi sinh tinh xác.

This will allow us to discover links between dysfunctional microbiomes

Điều này cho phép chúng ta khám phá quan hệ giữa những hệ vi sinh rối loạn

and disease or greenhouse gas emissions.

và dịch bệnh, hoặc với khí thải từ hiệu ứng nhà kính.

We can develop modified and improved microbiome editors

Ta có thể phát triển và cải tiến công nghệ sửa đổi này

and show that they're safe and effective.

để chứng minh rằng chúng an toàn và hiệu quả.

And we can then begin to deploy these optimized solutions

Rồi ta có thể bắt đầu triển khai những giải pháp được tối ưu hóa này

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

để tạo ra những giải pháp khác mang tác động lớn đến tương lai.

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

Vậy điều này gây tác động gì đến sức khỏe ta và Trái Đất?

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

Chúng ta biết biến đổi khí hậu gây khó khăn cho con người và các quốc gia nghèo,

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

và đó lại là vấn đề được tạo ra bởi những kẻ giàu có.

Khí metan gây tác động lớn nhất trong vấn đề này.

And methane is a big part of the problem.

It's been a major contributor to rising global temperatures

Nó làm cho nhiệt độ toàn cầu tăng cao

since preindustrial times.

từ thời tiền công nghiệp.

Specific microbiome compositions in livestock

Một số thành phần hệ sinh vật trong gia súc có thể giúp

can actually reduce methane emissions by up to 80 percent.

làm giảm thiểu khí thải metan đến 80%.

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

Nhưng nếu ta triển khai ngay, nó sẽ tốn rất nhiều nguồn lực và kinh phí,

and it just doesn't scale.

và ta không thể mở rộng quy mô.

But with precision microbiome editing,

Nhưng với sửa đổi hệ vi sinh tinh xác,

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

ta có thể chỉnh sửa hệ vi sinh của bê con mới chào đời,

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

làm giảm tác động của nó lên khí hậu trong suốt cuộc đời.

And this is beneficial for farmers

Và điều này cũng đem lại lợi ích tới các nông dân

because reduced methane production

vì việc giảm thiểu khí thải metan

means more efficient conversion of feed into food.

đồng nghĩa với việc chuyển đổi thức ăn thành thực phẩm hiệu quả hơn.

Importantly, these tools can be used in the future

Điều quan trong là những công cụ này có thể được sử dụng trong tương lai

to reduce methane emissions from other sources,

để giảm thiểu lượng khí thải metan từ các nguồn khác

like landfills, wastewater and rice paddies.

như bãi rác, nước thải, và đồng lúa.

Ultimately, microbiomes generate

Các hệ sinh vật tạo ra

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

tới 2/3 tổng lượng khí thải metan trên toàn cầu.

So our technology could really move the needle

Công nghệ của chúng tôi có thể làm xoay chuyển tình thế

in our fight against climate change.

trong cuộc chiến chống lại biến đổi khí hậu.

In human health,

Về sức khỏe con người,

asthma affects up to 300 million people around the world,

bệnh hen suyễn ảnh hưởng tới hơn 300 triệu người trên thế giới,

a number that grows by 50 percent each decade,

con số này tăng 50% mỗi thập kỉ,

and it disproportionately affects lower-income children.

và gây ảnh hưởng nhiều đến trẻ em nghèo.

Our team has identified a promising link

Chúng tôi đã xác định được mối liên hệ

between a molecule produced in the gut microbiome

giữa một phần tử được tạo ra trong hệ vi sinh đường ruột

and asthma development.

và sự phát triển bệnh hen suyễn.

With precision microbiome editing,

Bằng cách sửa đổi hệ vi sinh tinh xác,

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

chúng tôi có thể điều trị không xâm nhập cho trẻ có nguy cơ bị hen suyễn

that would eliminate asthma-inducing molecules,

để loại bỏ các phần tử gây ra bệnh hen suyễn,

changing her life trajectory.

thay đổi cuộc sống của em.

And what's really exciting

Và điều thú vị chính là

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

những phương pháp điều trị tương tự trong tương lai có thể giúp ta chữa

or even prevent human diseases

hoặc thậm chí phòng ngừa các loại bệnh

that are linked to the gut microbiome,

liên quan đến hệ vi sinh đường ruột

including obesity, diabetes and Alzheimer's.

như béo phì, tiểu đường và Alzheimer.

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

Thật là thú vị khi giờ đây ta có thể sử dụng CRISPR

to edit the same tiny organisms that gave us CRISPR.

để sửa đổi những cá thể nhỏ bé đã góp phần tạo ra CRISPR.

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

Để làm được điều này, chúng tôi đang hợp lực cùng thiên nhiên

Together, we can use CRISPR-powered precision microbiome editing

Cùng nhau, ta có thể sử dụng công nghệ CRISPR trong sửa đổi hệ vi sinh tinh xác

to build a more resilient future for all of us.

để xây dựng một tương lai vững bền hơn.

Thank you very much.

Xin cảm ơn.

(Applause)

(Vỗ tay)