มีใครเคยได้ยินเกี่ยวกับเรื่อง CRISPR บ้างคะ
ฉันคงจะตกใจถ้าคุณไม่เคยได้ยินมาก่อน
มันเป็นเทคโนโลยี มันมีไว้สำหรับการปรับแต่งจีโนม
และมันยังมีประโยชน์ที่หลากหลาย และยังทำให้เกิดความโต้แย้งมากมาย
และมันก่อให้เกิด การสนทนาที่น่าสนใจทั้งหลาย
เราควรที่จะนำแมมมอธขนดกกลับมาหรือไม่
เราควรที่จะปรับแต่ง ตัวอ่อนของมนุษย์หรือเปล่า
และที่ส่วนตัวฉันชอบก็คือ
เราจะตัดสินใจกำจัดสายพันธุ์
ที่เราคิดว่าเป็นอันตรายต่อมนุษย์ ให้หมดไปจากโลกของเรา
ได้อย่างไร
โดยใช้เทคโนโลยีนี้
นี่เป็นประเภทของวิทยาศาสตร์ ที่กำลังก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว
ไปเร็วเสียยิ่งกว่ากลไกที่ใช้ควบคุมมัน
และดังนั้น ในหกปีที่ผ่านมา
ฉันได้ปฏิบัติภาระกิจ
ในการสร้างความมั่นใจว่า จะทำให้ผู้คนมากที่สุด
เข้าใจเทคโนโลยีประเภทนี้ และการนำมันไปประยุกต์ใช้
ทีนี้ CRISPR ได้เป็นประเด็น ในการโฆษณาทางสื่อมากมาย
และคำที่ถูกใช้บ่อยที่สุดก็คือ "ถูก" และ "ง่าย"
ฉะนั้น สิ่งที่ฉันอยากทำก็คือ เจาะลึกลงไปสักหน่อยในประเด็นนี้
และพิจารณาเรื่องลือเหล่านี้ และข้อเท็จจริงเกี่ยวกับ CRISPR
ถ้าคุณพยายามใช้เทคนิค CRISPR กับจีโนม
สิ่งแรกเลยที่คุณจะต้องทำก็คือ ทำลายดีเอ็นเอ
ความเสียหายนั้น มาในรูปแบบ ของการแยกสายคู่
ของเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ
และจากนั้น กระบวนการซ่อมแซมระดับเซลล์ ก็จะเข้ามา
และจากนั้น เราก็จะหวังว่า กระบวนการซ่อมแซมเหล่านั้น
ก็ทำการแก้ไขในแบบที่เราต้องการ
ไม่ใช่การปรับแต่งตามธรรมชาติ
และนั่นก็คือการทำงานของมัน
มันเป็นระบบที่มีอยู่สองส่วน
คุณมีโปรตีน Cas9 และสิ่งที่เรียกว่าอาร์เอ็นเอตัวนำ (Guide RNA)
ฉันอยากใหัคุณจินตนาการว่า มันเป็นเหมือนจรวดนำวิถี
ฉะนั้น Cas9 -- ฉันชอบที่จะเปรียบเปรยนะคะ
ฉะนั้น Cas9 จะเหมือนกับแพ็ก-แมน (Pac-Man)
ที่อยากจะกินดีเอ็นเอ
และอาร์เอ็นเอตัวนำก็เป็นแส้ ที่ค่อยไล่มันออกไปจากจีโนม
จนกระทั่งมันพบกับจุดจำเพาะ ที่เข้ากันได้
และการรวมกันของสองสิ่งนี้ เรียกว่า CRISPR
มันเป็นระบบที่เราขโมย
มาจากระบบภูมิคุ้มกันโบร่ำโบราณ ของแบคทีเรีย
ส่วนที่ทำให้มันน่าสนใจก็คือ อาร์เอ็นเอตัวนำนั้น
มีตัวอักษรเพียง 20 ตัว
และนั่นก็เป็นเป้าหมายของระบบ
มันถูกออกแบบได้ง่ายมาก
และยังซื้อมาได้ในราคาที่ไม่แพงอีกด้วย
ฉะนั้น นั้นเป็นส่วนที่เป็นตัวควบคุม ในระบบนี้
สิ่งอื่น ๆ นอกจากนี้จะคงเดิม
นั่นทำให้มันเป็นระบบที่ช่างง่ายดาย และทรงพลังอย่างยิ่ง
อาร์เอ็นเอตัวนำและ Cas9 โปรตีนประกอบเข้าด้วยกัน
กระโดดด้วยกันไปตามจีโนม
และเมื่อมันพบกับจุดที่เข้ากันได้ กับอาร์เอ็นเอตัวนำ
มันก็จะสอดเข้าไประหว่าง สองสายเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ
และแยกมันออกจากกัน
นั่นกระตุ้นให้โปรตีน Cas9 ตัด
และทันใดนั้นเอง
คุณก็จะได้เซลล์ที่ตกอกตกใจสุดขีด
เพราะว่าตอนนี้ดีเอ็นเอของมันขาด
จะทำอย่างไรกันดีล่ะนี่
มันเรียกผู้ตอบสนองแรกของมันมา
มันมีวิถีการซ่อมแซมอยู่สองวิธีหลัก
แบบแรกคือการนำดีเอ็นเอมา และปะมันกลับเข้าไปอยู่ด้วยกันอย่างเดิม
ระบบนี้ไม่ค่อยจะมีประสิทธิภาพเท่าไร
เพราะว่าสิ่งที่เกิดขึ้นก็คือ บางครั้ง มีเบสที่ขาดหายไป
หรือมีเบสที่ถูกเติมเข้ามา
มันเป็นวิธีทีใช้ได้ดี ตัวอย่างเช่น กับการน๊อคเอ้าท์ยีน
แต่มันไม่ใช่วิธีที่เราต้องการจริง ๆ
แบบที่สองของวิถีการซ่อมแซมนั้น น่าสนใจมากกว่ามาก
ในวิถีการซ่อมแซมนี้
มันใช้ชิ้นส่วนของดีเอ็นเอ ที่เป็นโฮโมโลกัสกัน
และในสิ่งมีชีวิตรูปแบบดิพลอย อย่างเช่นมนุษย์
เรามีจีโนมอยู่หนึ่งชุดจากพ่อ และอีกชุดหนึ่งจากแม่
ฉะนั้น ถ้าชุดหนึ่งได้รับความเสียหาย
มันสามารถใช้โครโมโซมอีกอันหนึ่ง ในการซ่อมแซมมัน
ฉะนั้น นี่เป็นที่มาของมัน
การซ่อมแซมเกิดขึ้น
และตอนนี้ จีโนมก็ปลอดภัยอีกครั้ง
วิธีการที่เราจะสามารถฉวยมาใช้ได้
ก็คือ เราสามารถป้อนชิ้นส่วนปลอม ๆ ของดีเอ็นเอให้กับมัน
ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่เป็นโฮโมโลกัสกัน ในทั้งสองปลาย
แต่แตกต่างกันในส่วนตรงกลาง
ฉะนั้นตอนนี้ คุณสามารถนำเอา สิ่งใดก็ตามที่คุณต้องการ มาไว้ที่ตรงกลาง
และเซลล์ก็จะถูกหลอก
ฉะนั้น คุณจึงสามารถเปลี่ยนตัวอักษร
คุณสามารถที่จะนำมันออกก็ได้
แต่ที่สำคัญทีสุด คุณสามารถยัดดีเอ็นเอใหม่เข้าไปได้
เหมือนกับม้าไม้เมืองทรอย
CRISPR จะต้องเจ๋งอย่างแน่นอน
ในเรื่องของความก้าวหน้า ทางวิทยาศาสตร์มากมาย
ที่มันจะทำให้เกิดขึ้น
สิ่งที่พิเศษสำหรับมันก็คือ ระบบการควบคุมเป้าหมายนี้
ฉันหมายถึง เราได้ปะดีเอ็นเอเข้าไป ในสิ่งมีชีวิตมาตั้งนานแล้ว ใช่ไหมคะ
แต่เพราะว่าระบบเป้าหมายการควบคุม
เราสามารถนำมันเข้าไปได้ ในจุดที่เราต้องการจริง ๆ
ประเด็นก็คือ มีการพูดคุยกันมาก ว่ามันมีราคาถูก
และทำได้ง่ายดาย
และฉันเป็นผู้ดูแลสมาคมห้องทดลอง
ฉันก็เริ่มที่จะได้อีเมลจากผู้คน ที่บอกกับเราว่า
"นี่ ๆ ขอฉันไปงานเปิดบ้านคืนนี้ได้ไหม
และแบบว่า ขอยืมใช้ CRISPR เพื่อวิศวกรรมจีโนมฉันสักหน่อยสิ"
(เสียงหัวเราะ)
คือ เอาจริง ๆ นะ
ฉันแบบว่า "ไม่ได้ ทำแบบนั้นไม่ได้ค่ะ"
(เสียงหัวเราะ)
"แต่ฉันได้ยินมาว่ามันถูกนี่นา แล้วก็ได้ยินมาว่ามันง่ายด้วย"
เราลองจะมาสำรวจ เรื่องนี้กันสักหน่อย
มันถูกแค่ไหนกันนะ
ค่ะ มันถูกเมื่อเราเปรียบเทียบ มันกับอย่างอื่น
ค่าใช้จ่ายสำหรับวัสดุในการทดลอง ก็อยู่ที่ระดับมาตราฐาน
ประมาณหลักร้อยดอลลาร์ ถึงหลักพันดอลลาร์
และมันก็ช่วยประหยัดเวลามากเช่นกัน
มันสามารถประหยัดเวลาหลายสัปดาห์ ลดลงมาอยู่ที่ไม่กี่วัน
นั่นมันก็ดีค่ะ
คุณยุ่งต้องการผู้เชี่ยวชาญในห้องทดลอง ในการทำงานนี้
คุณคงจะทำอะไรเป็นชิ้นเป็นอันไม่ได้ นอกห้องทดลองมืออาชีพ
ฉันหมายถึง อย่าไปเชื่อใครก็ตามที่บอกว่า
คุณสามารถทำอะไรพวกนี้ได้ ในห้องครัวของตัวเอง
มันไม่ได้ง่ายดายขนาดนั้น
นี่ยังไม่รวมถีง เรื่องสงครามสิทธิบัตรที่ยังไม่จบอีก
ฉะนั้น แม้ว่าคุณจะประดิษฐ์อะไรขึ้นมาได้
สถาบันบอร์ด และยูซี เบิร์คลีย์ กำลังสู้กันเรื่องสิทธิบัตรอยู่
มันน่าสนใจมากที่เราเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นนี้
เพราะว่าพวกเขากล่าวหากันและกัน ในเรื่องการกล่าวอ้างที่หลอกลวง
และจากนั้น ก็มีคนออกมาบอกว่า
"ก็ ฉันเซ็นต์ชื่อของฉันไว้ ในสมุดบันทึกตรงนั้นตรงนี้"
มันยังคงไม่จบสิ้นในเร็ว ๆ นี้
และเมื่อมันเป็นเช่นนี้
คุณรู้เลยว่า จะต้องจ่ายค่าธรรมเนียม อนุญาตใช้สิทธิจำนวนมหาศาล
เพื่อที่จะได้ใช้สิ่งนี้
ฉะนั้น มันถูกจริง ๆ หรือ
ค่ะ มันถูก ถ้าคุณกำลังทำงานวิจัยพื้นฐาน และคุณมีห้องทดลอง
แล้วความสะดวกง่ายดายล่ะ ลองมาดูสิ่งที่เขากล่าวอ้างนี้กัน
ปิศาจซ่อนอยู่ในรายละเอียดค่ะ
เราไม่รู้เรื่องเซลล์มากจริง ๆ
พวกมันเป็นเหมือนกล่องปริศนา
ยกตัวอย่างเช่น เราไม่รู้ว่า ทำไมอาร์เอ็นเอตัวนำบางตัวถึงทำงานดี
และบางตัวทำงานไม่ดี
เราไม่รู้ว่าทำไมบางเซลล์ ทำไมถึงใช้วิถีการซ่อมแซมแบบหนึ่ง
และบางเซลล์ก็ใช้วิธีอื่น
นอกจากนั้น
นั่นแหละคือปัญหา ของการนำระบบเข้าไปในเซลล์
ในตอนแรก
ในจานทดลอง มันไม่ยากเท่าไรหรอก
แต่ถ้าคุณพยายามใช้มันกับสิ่งมีชีวิต
มันค่อนข้างที่จะซับซ้อน
มันโอเคถ้าคุณใช้อะไรบางอย่าง เช่น เลือด หรือไขกระดูก
สิ่งเหล่านี้เป็นเป้าหมาย ของงานวิจัยมากมายในปัจจุบัน
มีเรื่องราวดี ๆ ของเด็กผู้หญิงคนหนึ่ง
ที่ได้รับการรักษาจากโรคลิวคีเมีย
โดยการนำเลือดออกมา แก้ไขมัน และนำมันกลับไป
ด้วยสารตั้งต้นของ CRISPR
และนี่เป็นแนวทางการวิจัย ที่คนกำลังทำกัน
แต่ตอนนี้ ถ้าคุณอยากจะนำมันเข้าไปในร่างกาย
คุณอาจต้องใช้ไวรัส
ฉะนั้น คุณต้องนำไวรัสมา นำ CRISPR เข้าไปในนั้น
และให้ไวรัสบุกเข้าไปในเซลล์
แต่ตอนนี้ คุณมีไวรัสอยู่ข้างในนั้น
และไม่รู้ว่าผลในระยะยาวจะเป็นเช่นไร
นอกจากนั้น CRISPR ยังมีผลนอกเป้าหมายอีกด้วย
ในระดับที่ต่ำมาก ๆ แต่มันก็ยังมี
มันจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป
นี่ไม่ใช่คำถามเล็ก ๆ
มีนักวิทยาศาสตร์ที่กำลังพยายามหาคำตอบ
และหวังว่าพวกเขาก็กำลังที่จะได้คำตอบ
แต่มันไม่ใช่อะไรที่แกะซองแล้วใช้ได้เลย
แล้วมันง่ายจริง ๆ หรือ
ค่ะ ถ้าคุณใช้เวลาสองสามปี ทำงานอยู่ในวงการนี้ล่ะก็
ค่ะ มันไม่ยากหรอก
ทีนี้ อีกอย่างก็คือ
เราไม่รู้จริง ๆ ว่าจะทำสิ่งเหล่านั้น ให้เกิดขึ้นจริง ๆ ได้อย่างไร
โดยการเปลี่ยนแค่บางจุดของจีโนม
เรายังห่างจากการค้นพบ
ว่าจะทำให้หมูมีปีกได้อย่างไร
หรือแม้แต่จะทำให้มีขาเพิ่มขึ้นอีกข้าง ฉันจะหยุดอยู่แค่นี้แล้วกัน
นั่นคงจะเจ๋งใช่ไหมคะ
แต่สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือ
CRISPR กำลังถูกใช้ โดยนักวิทยาศาสตร์หลายพัน
เพื่อใช้ทำงานที่สำคัญมาก ๆ
เช่นสร้างสัตว์ทดลองที่ดีขึ้นกว่าเดิม
หรือการนำวิถีที่ผลิตสารเคมีที่มีประโยชน์
ไปใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรม ในถังหมัก
หรือแม้แต่ใช้ในงานวิจัยพื้นฐาน ว่ายีนต่าง ๆ ทำงานอย่างไร
นี่คือเรื่องราวของ CRISPR ที่เราควรจะเล่าต่อ
และฉันไม่ชอบเลย ที่ความใหม่ของมัน
จะบดบังสำคัญเหล่านี้
นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาวิจัย เพื่อทำให้ CRISPR นำไปใช้งานได้จริง
และสิ่งที่ฉันสนใจก็คือ
นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ กำลังได้รับความช่วยเหลือจากสังคมของพวกเรา
ลองนึกดูสิคะ
เรามีโครงสร้างพื้นฐานที่ทำให้คนบางส่วน
สามารถใช้เวลาทั้งหมดของพวกเขา ทำงานวิจัยได้
นั่นทำให้พวกเราทุกคน คือผู้ประดิษฐ์ CRISPR
และฉันควรที่จะบอกว่า นั่นทำให้เราทุกคนเป็นผู้ชี้นำ CRISPR
เราทุกคนมีส่วนรับผิดชอบ
ฉะนั้นฉันอยากจะเชิญชวนให้พวกคุณ เรียนรู้จริง ๆ เกี่ยวกับเทคโนโลยีจำพวกนี้
เพราะว่า จริง ๆ แล้ว นี่เป็นเพียงหนทางเดียว
ที่เราจะสามารถชี้นำ การพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้
การใช้เทคโนโลยีเหล่านี้
และมั่นใจได้ว่า ท้ายที่สุดแล้ว มันจะให้ผลลัพธ์ในทางที่ดี
สำหรับทั้งโลกของเราและสำหรับเรา
ขอบคุณค่ะ
(เสียงปรบมือ)