Έχει ακούσει κανείς σας για το CRISPR;
Αν όχι, θα μου έκανε μεγάλη εντύπωση.
Πρόκειται για μια τεχνολογία επεξεργασίας του γονιδιώματος
που είναι τόσο ευέλικτη και τόσο αμφιλεγόμενη
που προκαλεί κάθε είδους και πραγματικά πολύ ενδιαφέρουσες συζητήσεις.
Να επαναφέρουμε το μαλλιαρό μαμούθ;
Να επεξεργαστούμε ένα ανθρώπινο έμβρυο;
Και το αγαπημένο μου ερώτημα:
Πώς μπορεί να δικαιολογηθεί η εξολόθρευση ενός ολόκληρου είδους
που θεωρείται βλαβερό για τον άνθρωπο,
η εξαφάνισή του από προσώπου γης με τη χρήση αυτής της τεχνολογίας;
Αυτός ο επιστημονικός κλάδος κινείται πολύ ταχύτερα
από τους ρυθμιστικούς κανόνες που τον διέπουν.
Έτσι, τα τελευταία έξι χρόνια
έχω θέσει ως προσωπική μου αποστολή
να εξασφαλίσω ότι όσο δυνατόν περισσότερος κόσμος θα καταλάβει
αυτό τον τύπο τεχνολογίας και τις συνέπειές του.
Το CRISPR έχει γίνει αντικείμενο υπερπροβολής από τον Τύπο
και οι λέξεις που χρησιμοποιούνται συχνότερα είναι «εύκολο» και «φτηνό».
Θα ήθελα τώρα να εμβαθύνουμε λίγο περισσότερο
και να κοιτάξουμε μερικούς από τους μύθους και τις αλήθειες σχετικά με το CRISPR.
Αν προσπαθήσετε να επεξεργαστείτε το γονιδίωμα με το CRISPR
θα πρέπει πρώτα να προξενήσετε βλάβη στο DNA.
Η βλάβη αυτή γίνεται με τη μορφή δίκλωνου σπασίματος
στη διπλή αλυσίδα του DNA.
Τότε, εμφανίζονται οι επιδιορθωτικοί μηχανισμοί του κυττάρου,
τους οποίους πείθουμε να κάνουν εκείνες τις διορθώσεις
που θα προκαλέσουν την αλλαγή που επιθυμούμε,
και όχι μια φυσιολογική επιδιόρθωση.
Ακριβώς έτσι δουλεύει.
Είναι ένα σύστημα με δύο μέρη.
Το ένα είναι η πρωτεΐνη Cas9 και το άλλο είναι κάτι που λέγεται RNA-οδηγός.
Μου αρέσει να το φαντάζομαι σαν κατευθυνόμενη τορπίλη.
Η Cas9 -μου αρέσει να της δίνω ανθρώπινα χαρακτηριστικά-
η Cas9 μοιάζει λίγο με τον Pac-Man
που θέλει να μασήσει το DNA
και το RNA-οδηγός είναι το λουρί που την κρατάει μακριά από το γονιδίωμα
μέχρι να βρει ακριβώς το συμπληρωματικό του σημείο.
Ο συνδυασμός αυτών των δύο στοιχείων αποκαλείται CRISPR.
Είναι ένα σύστημα που κλέψαμε
από το ανοσοποιητικό σύστημα ενός αρχαιότατου βακτηρίου.
Εκείνο που είναι εκπληκτικό είναι ότι το RNA-οδηγός,
που αποτελείται από μόλις 20 γράμματα,
είναι η αιχμή του συστήματος.
Είναι πολύ εύκολο στο σχεδιασμό
και πραγματικά φτηνό για να το αγοράσει κανείς.
Οπότε, αυτό είναι το μόνο μεταβλητό μέρος στο σύστημα,
όλα τα υπόλοιπα είναι πάντοτε τα ίδια.
Αυτό κάνει το σύστημα απίστευτα εύκολο στον χειρισμό και πολύ ισχυρό.
Το RNA-οδηγός και η πρωτεΐνη Cas9 δημιουργούν ένα σύμπλεγμα
που διατρέχει όλο το γονιδίωμα,
και μόλις βρει ένα σημείο που να ταιριάζει με τον RNA-οδηγό,
εισέρχεται μεταξύ των δύο κλώνων της διπλής έλικας,
τις διαχωρίζει,
αυτό πυροδοτεί την πρωτεΐνη Cas9 να κάνει το κόψιμο,
και εντελώς ξαφνικά
έχουμε ένα κύτταρο σε κατάσταση απόλυτου πανικού
επειδή τώρα έχει ένα κομμάτι DNA που είναι σπασμένο.
Και τι κάνει;
Επιστρατεύει την ομάδα άμεσης επέμβασης.
Υπάρχουν δύο βασικά επιδιορθωτικά μονοπάτια.
Το πρώτο απλώς παίρνει τα δύο κομμάτια DNA και τα ενώνει ξανά.
Αυτό το σύστημα δεν είναι πολύ αποτελεσματικό,
επειδή κάποιες φορές μπορεί να αποσπαστεί μια βάση
ή να προστεθεί μια καινούργια.
Είναι αποδεκτός τρόπος, ίσως, για να αφαιρέσουμε ένα γονίδιο,
αλλά δεν θέλουμε να επεξεργαστούμε το γονιδίωμα με αυτόν τον τρόπο.
Το δεύτερο επιδιορθωτικό μονοπάτι είναι πολύ πιο ενδιαφέρον.
Σε αυτό το επιδιορθωτικό μονοπάτι
χρειάζεται ένα ομόλογο κομμάτι DNA.
-θυμηθείτε, ότι ένας διπλοειδής οργανισμός, όπως ο άνθρωπος,
έχει ένα αντίγραφο του γονιδιώματος από τη μητέρα και ένα από τον πατέρα-
οπότε αν το ένα υποστεί βλάβη,
μπορεί να επιδιορθωθεί από το άλλο.
Και έτσι δουλεύει αυτό το μονοπάτι.
Γίνεται η επιδιόρθωση,
και τώρα το γονιδίωμα είναι και πάλι ασφαλές.
Μπορούμε να το εκμεταλλευτούμε
τροφοδοτώντας το με ένα λανθασμένο κομμάτι DNA,
ένα κομμάτι το οποίο να είναι ομόλογο στα άκρα
αλλά διαφορετικό στο ενδιάμεσο.
Οπότε τώρα, μπορεί να βάλει κανείς ότι θέλει στο ενδιάμεσο
και το κύτταρο ξεγελιέται.
Μπορεί να αλλάξει ένα γράμμα,
να αφαιρέσει γράμματα,
αλλά και το πιο σημαντικό: να προσθέσει καινούργιο DNA,
περίπου σαν ένας Δούρειος Ίππος.
Το CRISPR πρόκειται να φανεί εκπληκτικό
σε ότι αφορά το πλήθος των επιστημονικών εξελίξεων
όπου θα παίξει καταλυτικό ρόλο.
Αυτό που το κάνει τόσο ιδιαίτερο είναι το σύστημα μεταβλητής στόχευσης.
Ούτως ή άλλως, εδώ και χρόνια βάζουμε DNA σε διάφορους οργανισμούς, σωστά;
Επειδή όμως εδώ η στόχευση είναι μεταβλητή,
στην πραγματικότητα μπορούμε να το βάλουμε ακριβώς εκεί που θέλουμε.
Το θέμα είναι ότι γίνεται πολύ λόγος ότι σαν σύστημα είναι φτηνό
και εύκολο στη χρήση.
Λειτουργώ ένα εργαστήριο σε κοινότητα.
Αρχίζω να δέχομαι ηλεκτρονικά μηνύματα από κόσμο που λέει πράγματα, όπως:
«Μπορώ να έρθω στην βραδιά για τον κόσμο
και να χρησιμοποιήσω το CRISPR και να αλλάξω το γονιδίωμά μου;»
(Γέλια)
Σοβαρά.
Και τους λέω, «Όχι, δε μπορείτε!» (Γέλια)
«Μα, άκουσα ότι είναι φτηνό, ότι είναι εύκολο».
Ας εξερευνήσουμε λιγάκι αυτό το σημείο.
Τελικά, πόσο φτηνό είναι;
Ναι, συγκριτικά είναι φτηνό.
Μειώνει το μέσο κόστος των υλικών που χρειάζονται για ένα πείραμα
από χιλιάδες δολάρια σε εκατοντάδες δολάρια,
ενώ μειώνεται και ο απαιτούμενος χρόνος.
Ο χρόνος μπορεί να μειωθεί από εβδομάδες σε ημέρες.
Αυτό είναι σπουδαίο.
Και πάλι όμως χρειάζεστε ένα επαγγελματικό εργαστήριο για αυτό,
δε θα κάνετε κάτι ουσιαστικό χωρίς ένα επαγγελματικό εργαστήριο.
Δηλαδή, μην ακούτε οποιονδήποτε ισχυρίζεται
ότι μπορεί να κάνει αυτά τα πράγματα στον πάγκο της κουζίνας του.
Αυτή η δουλειά δεν είναι τόσο εύκολη.
Για να μη σας πω, ότι γίνεται μάχη για την πατέντα,
οπότε, ακόμα και αν εφεύρετε κάτι,
το Ινστιτούτο Broad και το UC Berkeley
είναι στο μέσο μιας απίστευτης διαμάχης για την πατέντα.
Είναι πραγματικά συναρπαστικό να την παρακολουθήσει κανείς,
επειδή κατηγορούν ο ένας τον άλλον για δόλιες διεκδικήσεις
και έχουν ανθρώπους που λένε,
«Μα, εγώ έχω υπογράψει στο τάδε εργαστηριακό τετράδιο».
Δεν πρόκειται να διευθετηθεί για χρόνια.
Και όταν διευθετηθεί,
στοιχηματίζω ότι θα πρέπει να πληρώσετε ένα μεγάλο ποσό για την άδεια
για να τα χρησιμοποιήσετε.
Οπότε, είναι στ' αλήθεια φτηνό;
Είναι φτηνό αν κάνετε βασική έρευνα και έχετε ήδη ένα εργαστήριο.
Τι γίνεται όμως με την ευκολία; Ας δούμε αυτό τον ισχυρισμό.
Ο διάβολος κρύβεται πάντα στις λεπτομέρειες.
Δεν γνωρίζουμε πραγματικά τόσο πολλά πράγματα για τα κύτταρα.
Μοιάζουν λίγο με μαύρα κουτιά.
Για παράδειγμα, δε γνωρίζουμε γιατί μερικοί RNA-οδηγοί λειτουργούν πολύ καλά
ενώ κάποιοι άλλοι όχι.
Δε γνωρίζουμε γιατί ορισμένα κύτταρα ακολουθούν το ένα επιδιορθωτικό μονοπάτι
και κάποια άλλα κύτταρα προτιμούν το άλλο μονοπάτι.
Και εκτός απ' αυτά,
υπάρχει ένα ολόκληρο πρόβλημα του πώς θα μπει αυτό το σύστημα μέσα στο κύτταρο.
Σε ένα τρυβλίο πέτρι δεν είναι τόσο δύσκολο,
όταν όμως η προσπάθεια γίνεται σε ολόκληρο οργανισμό,
το πράγματα γίνονται λίγο ζόρικα.
Είναι όλα εντάξει όταν χρησιμοποιείται αίμα ή μυελός των οστών -
αυτά είναι ο στόχος πολλής έρευνας τώρα.
Υπάρχει μια υπέροχη ιστορία ενός μικρού κοριτσιού
που σώθηκε από λευχαιμία
όταν της πήραν αίμα, το επεξεργάστηκαν, και της το εισήγαγαν ξανά
με ένα πρόδρομο σύμπλεγμα CRISPR.
Αυτή είναι μια οδός έρευνας που θα ακολουθήσει συχνά ο κόσμος.
Τώρα, αν θέλει κανείς να μπει σε ολόκληρο οργανισμό,
πιθανότατα θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσει ιούς.
Δηλαδή, παίρνεις τον ιό, του εισάγεις το CRISPR,
και τον αφήνεις να μολύνει το κύτταρο.
Όμως τώρα, εκεί μέσα υπάρχει αυτός ο ιός
που δε γνωρίζουμε πώς θα δράσει μακροπρόθεσμα.
Επίσης, το CRISPR παρουσιάζει και μερικές αστοχίες,
σε πολύ μικρό ποσοστό, αλλά υπαρκτές.
Τι πρόκειται να γίνει στην πορεία του χρόνου με αυτές;
Αυτά τα ερωτήματα είναι δύσκολα,
και υπάρχουν επιστήμονες που προσπαθούν να τα επιλύσουν
και πιθανώς, τελικά, να τα λύσουν.
Σε καμία περίπτωση όμως δεν είναι απροβλημάτιστα εφαρμόσιμο.
Επομένως: είναι τελικά εύκολο;
Λοιπόν, αν αφιερώσει κανείς μερικά χρόνια δουλεύοντας με το συγκεκριμένο σύστημα,
ναι, είναι εύκολο.
Ένα άλλο θέμα είναι, επίσης,
ότι δε γνωρίζουμε τόσα πολλά για το πώς θα προκαλέσουμε μια συγκεκριμένη απόκριση
αλλάζοντας συγκεκριμένα σημεία στο γονιδίωμα.
Απέχουμε πολύ από το να ανακαλύψουμε
πώς θα δώσουμε σε ένα γουρούνι φτερά, για παράδειγμα.
Ή έστω και ένα ακόμα πόδι -θα συμβιβαζόμουν με αυτό-
αυτό θα ήταν πολύ ωραίο, έτσι δεν είναι;
Αυτό που συμβαίνει, όμως,
είναι ότι το CRISPR χρησιμοποιείται από χιλιάδες επιστήμονες
για να γίνουν πραγματικά σημαντικές δουλειές,
παραδείγματος χάριν, για να δημιουργηθούν καλύτεροι οργανισμοί-μοντέλα ασθενειών,
ή για να πάρουμε μονοπάτια που παράγουν πολύτιμες χημικές ουσίες
και να τα εισάγουμε στη βιομηχανική παραγωγή και στους βιοαντιδραστήρες,
ή απλώς για τη βασική έρευνα της λειτουργίας των γονιδίων.
Αυτή είναι η ιστορία που θα έπρεπε να λέμε για το CRISPR,
και δε μου αρέσει που τα πιο πομπώδη στοιχεία του
τραβούν όλο το ενδιαφέρον.
Πολλοί επιστήμονες έκαναν πολλή δουλειά για να πετύχει το CRISPR
και αυτό που μου φαίνεται περισσότερο ενδιαφέρον
είναι ότι αυτοί οι επιστήμονες στηρίζονται από την κοινωνία μας.
Σκεφτείτε το.
Διαθέτουμε υποδομές που επιτρέπουν σε ένα συγκεκριμένο ποσοστό ανθρώπων
να αφιερώνουν όλο τον χρόνο τους κάνοντας έρευνα.
Αυτό μας κάνει όλους εφευρέτες του CRISPR,
θα έλεγα, μάλιστα, ότι μας κάνει όλους καθοδηγητές του CRISPR.
Όλοι έχουμε την ευθύνη μας.
Οπότε, σας παροτρύνω να αποκτήσετε βαθιά γνώση αυτών των τεχνολογιών,
διότι πραγματικά, αυτός είναι ο μόνος τρόπος
για να μπορέσουμε να καθοδηγήσουμε την ανάπτυξη αυτών των τεχνολογιών,
τη χρήση τους,
και να διασφαλίσουμε ότι, στο τέλος, το αποτέλεσμα θα είναι θετικό,
τόσο για τον πλανήτη όσο και για όλους μας.
Σας ευχαριστώ.
(Χειροκρότημα)