Što trebate znati o CRISPR-u

Trebamo li vratiti mamuta? Ili uređivati ljudski embrij? Ili izbrisati cijelu vrstu koju smatramo štetnom? Tehnologija za uređivanje genoma, CRISPR, postavlja ova nevjerojatna pitanja -- ali kako radi? Znanstvenica i zagovaratelj društvenih laboratorija, Ellen Jorgensen je na misiji objašnjavanja mitova i stvarnosti CRISPR-a, bez halabuke, onima koji nisu znanstvenici.

Da li su svi ovdje čuli za CRISPR?

Bila bih šokirana da niste.

Ovo je tehnologija --
za uređivanje gena --

i tako je prilagodljiva i kontroverzna

da potiče svakakve
zaista zanimljive razgovore.

Trebamo li vratiti mamuta?

Trebamo li uređivati ljudski embrij?

I moj najdraži:

Kako možemo opravdati
brisanje čitave vrste,

koju smatramo štetnima za ljude,

sa lica zemlje,

koristeći ovu tehnologiju?

Ova vrsta znanosti kreće se
puno brže

od regulatornih mehanizama
koji njome upravljaju.

I tako, posljednjih šest godina,

moja osobna misija je

osigurati da što više ljudi
razumije

ove tipove tehnologija
i njihove implikacije.

Sada, CRISPR je bio predmet
velike pompe u medijima,

i riječi koje se najčešće koriste
su "jednostavno" i "povoljno."

I ono što želim je otići malo dublje

i pogledati neke mitove i stvarnost
vezanu uz CRISPR.

Ako pokušavate CRISPRirati genom,

prva stvar koju morate napraviti
je oštetiti DNK.

Šteta dolazi u obliku
pucanja dva vlakna

kroz dvostruku uzvojnicu.

I onda se jave procesi
za popravljanje stanica,

i onda uvjerimo te procese za popravljanje

da naprave uređivanje koje želimo,

a ne prirodno uređivanje.

Tako to radi.

To je sustav iz dva dijela.

Imate Cas9 protein
i nešto što se zove vodička RNK.

Volim zamišljati to kao navođenu raketu.

Dakle Cas9 --
volim antropomorfozirati --

tako da je Cas9 neka vrsta
stvari poput Pac-Mana

koja želi žvakati DNK,

i vodička RNK je uzica
koja ga drži izvan genoma

dok ne nađe točno mjestso
gdje se uklapa.

I kombinacija te dvije stvari zove
se CRISPR.

To je sustav koji smo ukrali

od drevnih, drevnih bakterijskih
imunosnih sustava.

Ono što je fascinanto je da
vodička RNK,

samo 20 slova nje,

je ono što cilja sustav.

To je jako jednostavno za dizajnirati,

i vrlo povoljno za kupiti.

To je dio koji je modularan u sustavu,

sve ostalo ostaje isto.

Tako nastaje nevjerojatno jednostavan
i snažan sustav za korištenje.

Vodička RNK i Cas9
kompleks bjelančevina skupa

skakuću po genomu,

i kada nađu mjesto na koje pristaje
RNK,

umeće se između dvije niti
dvostruke uzvojnice,

kida ih,

i to uzrokuje da Cas9 bjelančevina
reže,

i odjednom,

imate stanicu koja je u panici

jer sada ima komad pokidane DNK.

Što mora učiniti?

Poziva prve intervente.

Postoje dva puta za popravak.

PRvi samo uzima DNK i spoji ta dva komada.

Ovo nije učinkovit sistem

jer ponekad baza ispadne

ili je dodana.

To je OK način za izbacivanje gena,

ali to nije način na koji želite
uređivati genom.

Drugi put popravka je
puno zanimljiviji.

Ovim putem,

trebate homologni komad DNK.

I sad, u diploidnih organizama
kao što su ljudi,

imamo jednu kopiju našeg genoma
od mame i jednu od tate,

tako da ako se jedna ošteti,

može koristiti drugi kromosom
za popravak.

Dakle odavde to dolazi.

Popravak je napravljen,

i sada je genom ponovno siguran.

Način na koji ovo želimo oteti

je da ga hranimo lažnim komadom DNK,

komadom koji ima homologiju
na oba kraja

ali je drugačiji u sredini.

Sada, možete u sredinu
staviti što god želite

i stanica će biti zavarana.

Tako da možete mijenjati slovo,

možete izvaditi slovo,

ali najvažnije, možete
nagurati novu DNK unutra,

nešto kao Trojanski konj.

CRISPR će biti nevjerojatan

u pogledu broja različitih
znanstvenih napredaka

koje će katalizirati.

Stvar koja je posebna u tome
je ovaj modularni sustav za ciljanje.

Mislim, guramo DNK
u organizme godinama, zar ne?

Ali zbog modularnog sustava za ciljanje,

možemo ju zapravo staviti gdje god želimo.

Stvar je u tome da se puno priča
o tome da je povoljan

i lak za shvatiti.

I ja vodim društveni laboratorij.

Počinjem dobivati mailove ljudi
koji kažu sljedeće,

"Mogu li doći na vašu otvorenu večer

i možda koristiti CRISPR
i urediti moj genom?"

(Smijeh)

Kao, ozbiljno.

Ja kažem, "Ne, ne možete."

(Smijeh)

"Ali čuo sam da je povoljno
i lako."

To ćemo malo istraživati.

Pa, koliko je to povoljno?

Da, povoljan je u usporedbi s drugima.

Smanjit će troškove prosječnih materijala
za eksperimente

sa tisuća i tisuća dolara na stotine dolara,

i skraćuje potrebno vrijeme također.

Može skratiti vrijeme od tjedana do dana.

To je fantastično.

Još uvijek trebate profesionalni
laboratorij u kojem ćete raditi;

nećete ništa značajno napraviti
izvan profesionalnog laboratorija.

Mislim, nemojte slušati nikoga tko kaže

da možete ove stvari raditi na vašem
kuhinjskom stolu.

Nije lako raditi ovakve stvari.

Da ne spominjem da postoji
bitka za patente trenutno,

tako da i ako nešto izumimo,

Broad Institut, ili Berkeley
se bore u ovoj bitci za patent.

Zaista je fascinantno gledati je
kako se razvija

jer se optužuju međusobno
za lažne tvrdnje

i onda ljudi dolaze i govore,

"Pa potpisao sam bilježnicu
tu ili tu."

To se neće riješiti godinama.

A i kada se riješi,

možete se gladiti da ćete nekome
plaćati pozamašnu svotu za licencu

kako biste koristili ove stvari.

Pa, je li zaista povoljno?

Pa, povoljno je ako radite
osnovno istraživanje i imate laboratorij.

A što s time da je jednostavno?
Pogledajmo tu tvrdnju.

Vrag je uvijek u detaljima.

Zaista ne znamo tako
puno o stanicama.

One su još uvijek crne kutije.

Na primjer, ne znamo zašto
neka vodička RNK radi dobro,

a druge ne.

Ne znam zašto neke stanice
rade popravke jednim putem

a neke druge drugim putem.

I osim toga,

postoji čitav problem
stavljanja sustava u stanicu

na prvom mjestu.

U petrijevoj zdjelici, to nije teško,

ali ako pokušavate to napraviti
čitavom organizmu,

postaje dosta nezgodno.

U redu je ako koristite
nešto kao koštanu srž --

to je predmet dosta istraživanja.

Postojala je odlična priča
o djevojčici

koju su spasili od leukemije

uzimajući krv, uređujući je i vrativši je

sa pretečom CRISPR-a.

I ovo je istraživanje koje će ljudi raditi.

Ali sada, ako želite doći
u cijelo tijelo,

morat ćete koristiti virus.

Uzmete virus, stavite CRISPR
u njega,

dozvolite virusu da zarazi stanicu.

Ali sada tu imate taj virus,

i ne znamo kako će dugoročno
utjecati na okruženje.

A i CRISPR ima neke neželjene
učinke,

vrlo malen postotak,
ali oni su još uvijek tamo.

Što će se s njima dogoditi
kroz vrijeme?

OVo nisu trivijalna pitanja,

i postoje znanstvenici
koji na njih pokušavaju odgovoriti,

i s vremenom će, nadamo se,
biti riješeni.

Ali to nije uključi i igraj,
ni u kom slučaju.

Dakle, je li zaista lako?

Pa, ako potrošite nekoliko godina
radeći s tim u određenom sustavu,

da, jest.

Druga stvar je,

mi ne znamo puno o tome
kako učiniti da se određena stvar dogodi

mjenjajući određena mjesta u genomu.

Daleko smo od shvaćanja kako

svinjama dati krila, na primjer.

Ili samo dodatnu nogu -- zadovoljila
bih se dodatnom nogom.

To bi bilo pomalo kul, zar ne?

Ali ono što se događa

je da CRISPR koriste
tisuće i tisuće znanstvenika

kako bi radili vrlo, vrlo važan posao,

radeći bolje modele bolesti
kod životinja na primjer,

ili koristeći putanje koje
proizvode vrijedne kemikalije

i uvode ih u industrijsku
proizvodnju u fermentacijskim kacama,

ili rade osnovna istraživanja
o tome što čine geni.

To je priča CRISPR-a
koju bismo trebali pričati

i ne volim što ovi blještavi dijelovi

zasjenjuju sve ovo.

Puno znanstvenika radilo je na tome
da se CRISPR dogodi,

i ono što mi je zanimljivo mi je

da su ovi znanstvenici
poduprti od strane društva.

Razmislite o tome.

Imamo infrastrukturu koja dozvoljava
određenom postotku ljudi

da troši svo svoje vrijeme istraživajući.

To nas sve čini izumiteljima CRISPR-a,

i čini nas pastirima CRISPR-a.

Svi imamo odgovornost.

Tako da bih urgirala da zaista naučite
nešto o ovim tehnologijama,

jer, zapravo, samo na taj način

ćemo moći voditi razvoj
ovih tehnologija,

uporabu ovih tehnologija

i biti sigurni da je na kraju
rezultat pozitivan --

i za planet i za nas.

Hvala.

(Pljesak)