Hebben jullie allemaal wel eens van CRISPR gehoord?
Het zou me verbazen als dat niet zo was.
Dit is een technologie voor genoombewerking
die zo veelzijdig en controversieel is
dat het allerlei interessante discussies oproept.
Moeten we de mammoet terugbrengen?
Mogen we menselijke embryo's aanpassen?
En, mijn persoonlijke favoriet:
kunnen we het aan onszelf verantwoorden
om een hele soort die we als schadelijk voor mensen zien
van de aardbodem te laten verdwijnen
met deze technologie?
Dit soort wetenschap ontwikkelt zich veel sneller
dan de regulerende mechanismen die haar moeten controleren.
Daarom heb ik er de afgelopen zes jaar
mijn persoonlijke missie van gemaakt
om ervoor te zorgen dat zoveel mogelijk mensen
deze technologieën en hun implicaties begrijpen.
CRISPR is het onderwerp van een enorme media-hype.
De woorden die je het vaakst hoort, zijn 'gemakkelijk' en 'goedkoop'.
Ik wil hier iets dieper op ingaan
en een aantal van de mythen en realiteiten rondom CRISPR onderzoeken.
Als je CRISPR wilt toepassen op een genoom
moet je allereerst het DNA beschadigen.
Die schade is het openbreken van de dubbele helix.
Dan gaat de normale celreparatie van start
en wij zorgen ervoor
dat de cel de reparatie maakt die wij willen,
en niet de natuurlijke aanpassing.
Dat is hoe het werkt.
Het is een tweedelig systeem.
Je hebt een Cas9-proteïne en iets dat gids-RNA heet.
Ik stel me altijd een soort geleide raket voor.
Het Cas9-proteïne -- en ik antropomorfiseer graag --
Cas9 is een soort Pac-Man
die het DNA wil opeten
en het gids-RNA is de hondenriem die Cas9 bij het genoom vandaan houdt,
totdat het precies het juiste punt vindt waar het aansluit.
De combinatie van deze twee heet CRISPR.
We hebben dit systeem gestolen
van een oeroud bacterieel immuunsysteem.
Wat zo bijzonder is,
is dat slechts 20 letters van het gids-RNA het systeem richten.
Het is daarom gemakkelijk te ontwerpen
en goedkoop om aan te schaffen.
Dat is het modulaire gedeelte van het systeem.
De rest blijft altijd hetzelfde.
Hierdoor is het een gemakkelijk en krachtig systeem om te gebruiken.
Het gids-RNA en het Cas9-proteïne
stuiteren samen langs het genoom
en wanneer ze een plek vinden waar het gids-RNA past
dan steekt het zich tussen de strengen van de dubbele helix,
het scheurt ze van elkaar,
hierop knipt het Cas9-proteïne de helix kapot
en plotseling
is de cel helemaal in paniek,
omdat er een stuk DNA kapot is.
Wat doet de cel nu?
Die roept de eerste hulp in.
Er zijn twee hoofdmethoden voor reparatie.
De eerste plakt gewoon de twee stukken DNA weer aan elkaar.
Dit is geen efficiënt systeem,
want soms valt er een base weg
of wordt een base toegevoegd.
Dit is dus een prima manier om een gen uit te schakelen,
maar het is niet wat we willen bij genoombewerking.
De tweede reparatiemethode is veel interessanter.
Deze methode gebruikt een homoloog stuk DNA.
Je moet onthouden dat diploïde organismen, zoals mensen,
een kopie van het genoom van zowel de vader als de moeder krijgen.
Dus als er een beschadigd raakt,
kan het met het andere chromosoom worden gerepareerd.
Daar komt deze methode vandaan.
De reparatie wordt gemaakt
en het genoom is weer veilig.
Wij kunnen dit proces kapen
door een stuk nep-DNA aan te bieden,
een stuk dat homoloog is aan beide kanten,
maar in het midden verschilt.
Nu kan je dus alles in het midden plakken
en de cel voor de gek houden.
Je kunt een letter veranderen,
een letter verwijderen,
maar bovenal kun je nieuw DNA toevoegen,
als een soort Paard van Troje.
CRISPR gaat fantastische dingen doen,
het zal een katalysator zijn voor allerlei wetenschappelijke vooruitgang.
Wat zo speciaal aan CRISPR is, is het modulaire richtsysteem.
Ik bedoel, we proppen al jarenlang allerlei soorten DNA in organismen, toch?
Maar met dit modulaire richtsysteem
kunnen we het precies plaatsen waar we het willen hebben.
Het probleem is dat iedereen beweert
dat het zo goedkoop en simpel is.
Ik leid een gemeenschapslaboratorium.
En ik ontvang e-mailtjes van mensen die vragen:
"Hé, kan ik naar jullie open avond komen,
enneh, met CRISPR mijn genoom aanpassen?"
(Gelach)
Echt!
Dus ik zeg: "Eh.. nee!"
(Gelach)
"Maar het is toch zo simpel en goedkoop!"
Daarover wil ik dus nog wat uitwijden.
Hoe goedkoop is het?
Ja, het is goedkoop in vergelijking.
De materiaalkosten voor een gemiddeld experiment
zullen van duizenden naar slechts honderden dollars gaan.
En het scheelt ook tijd.
Het kost dagen, geen weken.
Dat is mooi.
Je hebt nog steeds een professioneel lab nodig.
Je kan geen betekenisvol werk doen buiten een professioneel lab.
Je moet niemand geloven
die zegt dat je dit op je keukentafel kunt doen.
Zo simpel is dit soort werk niet.
Daar komt nog bij dat er een patentstrijd gaande is.
Dus zelfs als je iets uitvindt,
krijg je te maken met de patentstrijd tussen het Broad Institute en UC Berkeley.
Het is een fascinerend gevecht om te zien,
want ze beschuldigen elkaar van allerlei fraude
en er zijn mensen die zeggen:
"Ik heb mijn notitieboek hier en hier ondertekend."
Dit gevecht zal nog jaren voortslepen.
En wanneer het over is,
zal je een dikke licentievergoeding aan iemand mogen betalen
om dit spul te gebruiken.
Dus is het echt goedkoop?
Het is goedkoop als je een lab hebt en standaardonderzoek doet.
Is het gemakkelijk? Laat ons eens zien.
Het venijn zit altijd in de details.
We weten eigenlijk niet zo heel veel over cellen.
Ze zijn nog steeds een mysterie.
We weten bijvoorbeeld niet waarom sommige gids-RNA's goed werken
en sommige niet.
We weten niet waarom sommige cellen de ene reparatiemethode gebruiken
en sommige cellen de andere.
Bovendien
is het nog problematisch om het systeem überhaupt in de cel te krijgen.
In een petrischaaltje is dat niet moeilijk,
maar als je het voor een heel organisme wilt doen,
wordt het lastig.
Bloed of beenmerg zijn goed te doen;
daar wordt nu veel onderzoek naar gedaan.
Er was een mooi verhaal over een klein meisje
dat werd genezen van leukemie
doordat ze haar bloed afnamen, veranderden en terugstopten
met een voorloper van CRISPR.
Dat is een onderzoeksrichting die velen zullen kiezen.
Maar als je toegang wilt tot het hele lichaam,
heb je waarschijnlijk een virus nodig.
Dus je neemt een virus, stopt CRISPR erin
en laat het virus de cel infecteren.
Maar dan zit het virus daar
en we weten nog niet wat de lange-termijneffecten daarvan zijn.
Plus: CRISPR heeft wat bijwerkingen --
in een klein percentage van de gevallen, maar toch.
Wat zijn op termijn de effecten daarvan?
Dit zijn belangrijke vragen
en wetenschappers proberen die op te lossen
en hopelijk worden ze ook opgelost.
Het is zeker nog geen plug-and-play.
Dus: is het gemakkelijk?
Als je een paar jaar werkt aan de toediening in een bepaald systeem,
dan wel.
Verder weten we nog weinig
over hoe we bepaalde dingen kunnen laten gebeuren
door bepaalde plaatsen in het genoom te wijzigen.
We weten bijvoorbeeld nog lang niet
hoe je een varken vleugels geeft.
Of zelfs maar een extra been -- dat zou ik al prima vinden.
Dat zou gaaf zijn, toch?
Op dit moment
wordt CRISPR gebruikt door duizenden wetenschappers
om heel erg belangrijk werk te doen.
Ze maken bijvoorbeeld betere modellen van ziekten bij dieren,
of ontwikkelen methoden om waardevolle chemicaliën te produceren
en om ze in industriële productie- en fermentatievaten te krijgen,
of ze doen elementair onderzoek naar wat genen doen.
Dat is het verhaal over CRISPR dat we moeten vertellen.
Ik vind het jammer dat de opzichtige verhalen dit verdringen.
Een heleboel wetenschappers hebben samen hard gewerkt om CRISPR mogelijk te maken
en wat ik interessant vind,
is dat deze wetenschappers worden ondersteund door onze maatschappij.
Denk daar eens over na.
We hebben een infrastructuur die het mogelijk maakt
dat een klein percentage mensen al hun tijd aan onderzoek besteden.
Wij zijn dus allemaal de uitvinders van CRISPR
en dat maakt ons ook allemaal de hoeders van CRISPR.
We zijn allemaal verantwoordelijk.
Ik raad jullie allemaal aan om meer te leren over deze technologieën,
want dat is de enige manier
waarop we de ontwikkeling en het gebruik van deze technologieën kunnen sturen
en ervoor kunnen zorgen dat er een positieve uitkomst is --
voor zowel de planeet als ons.
Dank jullie wel.
(Applaus)