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TEDSummit

Ellen Jorgensen: What you need to know about CRISPR

エレン・ヨルゲンセン: CRISPRについて、みんなが知るべきこと

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ケナガマンモスは復活させるべきでしょうか?ヒト胚の遺伝子編集は?あるいは人間にとって害があるとされる種を全滅させることは?ゲノム編集技術CRISPRは、こういった途方も無い問題を検討する根拠を与えました。でも、その仕組みはどうなっているのでしょう。科学者でコミュニティ・ラボを提唱するエレン・ヨルゲンセンが今、熱心に取り組んでいるのは、科学者以外の人々にCRISPRの神話と現実を冷静に説明することです。

- Biologist and community science advocate
Ellen Jorgensen is at the leading edge of the do-it-yourself biotechnology movement, bringing scientific exploration and understanding to the public. Full bio

皆さん「CRISPR」について
聞いたことは?
00:12
So, has everybody heard of CRISPR?
聞いたことがなかったら
私にはショックですね
00:15
I would be shocked if you hadn't.
これはゲノム編集の技術で
00:18
This is a technology --
it's for genome editing --
とても用途が広く
論争も多いので
00:21
and it's so versatile and so controversial
実に興味深い あらゆる議論が
巻き起こっています
00:24
that it's sparking all sorts
of really interesting conversations.
ケナガマンモスを復活させるべきか?
00:28
Should we bring back the woolly mammoth?
ヒト胚の編集はすべきか?
00:31
Should we edit a human embryo?
そして私のお気に入りは これ
00:34
And my personal favorite:
この技術を使って
人類にとって害があると
00:36
How can we justify
wiping out an entire species
考えられている種を
00:40
that we consider harmful to humans
地球上から完全に滅ぼすことが
正当化できるか?
00:43
off the face of the Earth,
00:44
using this technology?
この科学の分野は
それを管理する規制の仕組みより
00:47
This type of science
is moving much faster
はるかに速く進んでいます
00:50
than the regulatory mechanisms
that govern it.
だから私が この6年間
00:53
And so, for the past six years,
自分の使命として行動してきたのは
00:55
I've made it my personal mission
できるだけ多くの人に
このような技術と その影響を
00:57
to make sure that as many people
as possible understand
しっかり理解してもらうためです
01:00
these types of technologies
and their implications.
CRISPR は マスコミが騒ぐ
格好のネタになっていて
01:04
Now, CRISPR has been the subject
of a huge media hype,
その中で最もよく使われる言葉が
「簡単」と「安価」です
01:09
and the words that are used most often
are "easy" and "cheap."
そこで私が少し掘り下げて
検討したいのは
01:14
So what I want to do is drill down
a little bit deeper
CRISPR にまつわる
神話と現実についてです
01:17
and look into some of the myths
and the realities around CRISPR.
ゲノムにCRISPRを使う場合
01:22
If you're trying to CRISPR a genome,
はじめにDNAに
傷をつけなければなりません
01:25
the first thing that you have to do
is damage the DNA.
この傷は 二重らせんを
2本鎖とも切断するという
01:29
The damage comes in the form
of a double-strand break
形をとります
01:32
through the double helix.
すると細胞の修復プロセスが
始まるので
01:33
And then the cellular repair
processes kick in,
このプロセスに対して
自然な編集ではなく
01:37
and then we convince
those repair processes
私たちが望む編集をするように
01:39
to make the edit that we want,
01:42
and not a natural edit.
働きかけます
そういう仕組です
01:43
That's how it works.
このシステムは
2つの部分から成ります
01:45
It's a two-part system.
1つは「Cas9タンパク質」
もう1つは「ガイドRNA」で
01:47
You've got a Cas9 protein
and something called a guide RNA.
こちらは誘導ミサイルのようなものです
01:51
I like to think of it as a guided missile.
さてCas9 は―
私はよく擬人化するんですが
01:53
So the Cas9 --
I love to anthropomorphize --
Cas9 はDNAをかじろうとする
01:56
so the Cas9 is kind of this Pac-Man thing
パックマンのようなもので
01:59
that wants to chew DNA,
ガイドRNAは 自分と適合する部位を
見つけるまで
02:01
and the guide RNA is the leash
that's keeping it out of the genome
ゲノムから Cas9を遠ざけておく
リードのようなものです
02:05
until it finds the exact spot
where it matches.
この2つを合わせて
CRISPRと呼びます
02:08
And the combination of those two
is called CRISPR.
このシステムは 遥か太古の
02:11
It's a system that we stole
バクテリアの免疫機構を
真似たものです
02:13
from an ancient, ancient
bacterial immune system.
すごいのは
ガイドRNAの中の
02:17
The part that's amazing about it
is that the guide RNA,
わずか20塩基が
02:22
only 20 letters of it,
標的を定めるという点です
02:23
are what target the system.
設計も実に簡単ですし
02:26
This is really easy to design,
購入しても安価です
02:28
and it's really cheap to buy.
それはシステム内で
モジュールになっていて
02:30
So that's the part
that is modular in the system;
他の部分はまったく変わりません
02:35
everything else stays the same.
そのおかげで とても簡単で
強力なシステムになっています
02:37
This makes it a remarkably easy
and powerful system to use.
ガイドRNAとCas9タンパク質は
複合体を形成し
02:42
The guide RNA and the Cas9
protein complex together
ゲノムのあちこちにぶつかり
02:46
go bouncing along the genome,
ガイドRNAと
適合する部位を見つけると
02:48
and when they find a spot
where the guide RNA matches,
二重らせんの2本鎖の間にもぐり込み
02:51
then it inserts between the two strands
of the double helix,
DNAを引き離して
02:54
it rips them apart,
Cas9タンパク質による
切断を誘発します
02:56
that triggers the Cas9 protein to cut,
すると突然
02:59
and all of a sudden,
DNAの一部が壊れるため
03:01
you've got a cell that's in total panic
細胞は完全に
パニックに陥ります
03:03
because now it's got a piece
of DNA that's broken.
細胞はどうするのか?
03:07
What does it do?
初期対応システムを呼び出します
03:08
It calls its first responders.
主な修復過程は2つあります
03:10
There are two major repair pathways.
1つ目は 切断されたDNAを
無理やり元のようにくっつけます
03:13
The first just takes the DNA
and shoves the two pieces back together.
これは あまり効率が良くありません
03:18
This isn't a very efficient system,
塩基が欠落したり
付け足されたりする
03:20
because what happens is
sometimes a base drops out
場合があるからです
03:23
or a base is added.
遺伝子の機能を無効にする場合には
まあ 悪くない方法でしょうが
03:25
It's an OK way to maybe, like,
knock out a gene,
ゲノム編集には
あまり向きません
03:28
but it's not the way that we really want
to do genome editing.
もう1つの修復過程は
はるかに興味深いものです
03:32
The second repair pathway
is a lot more interesting.
この修復過程では
03:35
In this repair pathway,
DNAの相同部位が必要です
03:36
it takes a homologous piece of DNA.
ヒトのような2倍体生物は
03:39
And now mind you, in a diploid
organism like people,
ゲノムの一つのコピーを母親から
もう一つを父親から受け取るので
03:42
we've got one copy of our genome
from our mom and one from our dad,
一方が損傷を受けても
03:46
so if one gets damaged,
もう一方の染色体を使って
修復できます
03:47
it can use the other
chromosome to repair it.
これが この修復過程の源です
03:50
So that's where this comes from.
修復が完了し
03:52
The repair is made,
ゲノムは また元通りになります
03:54
and now the genome is safe again.
この過程を乗っ取るためには
03:56
The way that we can hijack this
偽物のDNAの断片を与えます
03:58
is we can feed it a false piece of DNA,
この断片の両端は相同ですが
04:02
a piece that has homology on both ends
真ん中は違うものです
04:04
but is different in the middle.
こうすると中央に
何でも好きに挿入して
04:06
So now, you can put
whatever you want in the center
細胞を騙すことができます
04:08
and the cell gets fooled.
こうして塩基の変更や削除が
04:10
So you can change a letter,
可能になりますが
04:12
you can take letters out,
極めて重要な点は
まるでトロイの木馬のように
04:13
but most importantly,
you can stuff new DNA in,
新しいDNAを挿入できることです
04:16
kind of like a Trojan horse.
CRISPRは驚くべきものに
なるでしょう
04:19
CRISPR is going to be amazing,
この技術から生じるであろう
様々な科学の進歩は
04:21
in terms of the number of different
scientific advances
膨大な数に上るからです
04:24
that it's going to catalyze.
この技術が特別なのは
モジュール式標的システムという点です
04:26
The thing that's special about it
is this modular targeting system.
我々は長年 強引に
DNAを生物へ導入してきましたが
04:29
I mean, we've been shoving DNA
into organisms for years, right?
このモジュール式
標的システムのおかげで
04:33
But because of the modular
targeting system,
DNAを意図した場所に
挿入できるのです
04:35
we can actually put it
exactly where we want it.
ただ問題なのは
この技術が「安価で簡単」と
04:39
The thing is that there's
a lot of talk about it being cheap
言われ過ぎていることです
04:45
and it being easy.
私はコミュニティー・ラボを
運営していますが
04:46
And I run a community lab.
いろいろな人から
こんなメールが来るようになりました
04:50
I'm starting to get emails from people
that say stuff like,
「夕方 ラボが開いてる時に行って
04:53
"Hey, can I come to your open night
CRISPRとか使って
自分のゲノムを操作できる?」
04:56
and, like, maybe use CRISPR
and engineer my genome?"
(笑)
04:59
(Laugher)
本気でそう言って来るんです
05:01
Like, seriously.
私は「それは無理です」と答えます
05:03
I'm, "No, you can't."
(笑)
05:05
(Laughter)
「でも値段が安くて
簡単だって聞いたよ」
05:06
"But I've heard it's cheap.
I've heard it's easy."
この点について検討しましょう
05:08
We're going to explore that a little bit.
どのくらい安価なのか?
05:10
So, how cheap is it?
確かに相対的には安価です
05:12
Yeah, it is cheap in comparison.
実験に使う試薬の平均が
数千ドルだったものが
05:15
It's going to take the cost of the average
materials for an experiment
数百ドルになるでしょうし
05:19
from thousands of dollars
to hundreds of dollars,
時間も大幅に短縮できます
05:21
and it cuts the time a lot, too.
何週間単位から
何日単位になるのです
05:23
It can cut it from weeks to days.
これはいいことです
05:26
That's great.
それでも作業するには
専門の研究室が必要です
05:27
You still need a professional lab
to do the work in;
プロ用の研究室以外で
意味のあることはできないのです
05:30
you're not going to do anything meaningful
outside of a professional lab.
「キッチンでも できる」なんて言葉を
05:34
I mean, don't listen to anyone who says
本気にしてはいけません
05:36
you can do this sort of stuff
on your kitchen table.
こういった研究は
簡単なものではないんです
05:39
It's really not easy
to do this kind of work.
それに加えて
特許をめぐって係争中なので
05:43
Not to mention,
there's a patent battle going on,
たとえ何か発明できたとしても
05:46
so even if you do invent something,
ブロード研究所とUCバークレー校の
壮絶な特許闘争に巻き込まれます
05:48
the Broad Institute and UC Berkeley
are in this incredible patent battle.
この闘争の展開は 実に興味深くて
05:54
It's really fascinating
to watch it happen,
主張は嘘だと
互いに非難し合い
05:57
because they're accusing each other
of fraudulent claims
こんな証言を提出しています
06:00
and then they've got people saying,
「確かに自分の実験ノートに
サインしたよ」って
06:02
"Oh, well, I signed
my notebook here or there."
和解には何年もかかるでしょう
06:05
This isn't going to be settled for years.
それに和解しても
06:07
And when it is,
この技術を応用するには
巨額のライセンス料がかかることに
06:08
you can bet you're going to pay someone
a really hefty licensing fee
なるはずです
06:11
in order to use this stuff.
これで本当に安いと
言えるでしょうか?
06:13
So, is it really cheap?
することが基礎研究で
自前の研究室があれば 安いでしょう
06:15
Well, it's cheap if you're doing
basic research and you've got a lab.
では簡単でしょうか?
この点を検討しましょう
06:21
How about easy?
Let's look at that claim.
悪魔は常に細部に宿ります
06:24
The devil is always in the details.
細胞について
実は まだよくわかっていません
06:27
We don't really know
that much about cells.
未だにブラック・ボックスなのです
06:31
They're still kind of black boxes.
例えば ある種のガイドRNAは
うまく機能するのに
06:32
For example, we don't know
why some guide RNAs work really well
別のが機能しない理由は
わかっていません
06:37
and some guide RNAs don't.
ある細胞が 一つの修復過程をとり
別の細胞は他の修復過程をとる
06:39
We don't know why some cells
want to do one repair pathway
その理由もわかっていません
06:43
and some cells would rather do the other.
それ以外に
06:46
And besides that,
そもそも このシステムを
細胞に導入すること自体に
06:47
there's the whole problem
of getting the system into the cell
問題があります
06:50
in the first place.
培養皿の中なら
それほど難しくないのに
06:51
In a petri dish, that's not that hard,
個体全体に適用するのは
06:53
but if you're trying to do it
on a whole organism,
とても厄介なのです
06:56
it gets really tricky.
血液や骨髄のようなものの場合は
問題ありませんし
06:58
It's OK if you use something
like blood or bone marrow --
これらは現在
たくさん研究されています
07:01
those are the targets
of a lot of research now.
ある白血病の少女が
07:03
There was a great story
of some little girl
CRISPRに先行する技術を用いて
07:05
who they saved from leukemia
採血し 血液細胞の遺伝子を編集して
体内に戻すことで
07:07
by taking the blood out, editing it,
and putting it back
助かったという
素晴らしい話もありました
07:10
with a precursor of CRISPR.
みんな こういった研究を
進めていくでしょう
07:12
And this is a line of research
that people are going to do.
でも現状では体全体に
導入しようとすれば
07:15
But right now, if you want to get
into the whole body,
ウイルスを使う必要があるでしょう
07:18
you're probably going
to have to use a virus.
CRISPRを ウイルスに導入し
07:20
So you take the virus,
you put the CRISPR into it,
細胞に感染させるのです
07:22
you let the virus infect the cell.
ただ ウイルスを体内に入れると
07:24
But now you've got this virus in there,
その長期的な影響は
わかりません
07:26
and we don't know what the long-term
effects of that are.
さらにCRISPRでは
可能性はごくわずかですが
07:29
Plus, CRISPR has some off-target effects,
標的外の部位を切断する事があります
07:31
a very small percentage,
but they're still there.
長い期間には
どんなことが起こるでしょう?
07:34
What's going to happen
over time with that?
これらは瑣末な問題ではなく
07:38
These are not trivial questions,
解決しようとしている
科学者たちもいますし
07:40
and there are scientists
that are trying to solve them,
おそらく いつか
解消されるでしょう
07:42
and they will eventually,
hopefully, be solved.
でも即 利用可能というわけでは
ありません
07:45
But it ain't plug-and-play,
not by a long shot.
そうなると簡単と言えるでしょうか?
07:48
So: Is it really easy?
特定のシステムについて
数年間かけて解決するなら
07:51
Well, if you spend a few years
working it out in your particular system,
簡単でしょう
07:55
yes, it is.
さらに別の問題は
07:57
Now the other thing is,
ゲノムの特定の部位を変更して
思い通りの結果を出す方法が
07:59
we don't really know that much about how
to make a particular thing happen
あまりよくわかっていないことです
08:05
by changing particular spots
in the genome.
例えばブタに羽根を
生やす方法がわかるのは
08:09
We're a long way away from figuring out
ずっと先のことでしょう
08:11
how to give a pig wings, for example.
足を1本 増やす位で
我慢するとしてもです
08:14
Or even an extra leg -- I'd settle
for an extra leg.
それが可能なら すごいでしょう?
08:17
That would be kind of cool, right?
一方 実際には
08:18
But what is happening
CRISPRは
何千もの科学者たちによって
08:20
is that CRISPR is being used
by thousands and thousands of scientists
極めて重要な研究で使われています
08:24
to do really, really important work,
例えば動物を使って
より優れた疾患モデルを作る研究や
08:27
like making better models
of diseases in animals, for example,
有益な化学物質の
生成過程をとりあげて
08:32
or for taking pathways
that produce valuable chemicals
それを産業製造規模にして
発酵タンクで利用する研究
08:37
and getting them into industrial
production and fermentation vats,
遺伝子の役割に関する
基礎研究にも使われています
08:42
or even doing really basic research
on what genes do.
これこそ 私たちが伝えるべき
CRISPRの話です
08:46
This is the story of CRISPR
we should be telling,
私は こういうことが全部
派手な面に埋もれてしまうのが
08:48
and I don't like it
that the flashier aspects of it
気に入らないのです
08:52
are drowning all of this out.
CRISPRを実現するために
多くの科学者が 多くの研究をしてきました
08:54
Lots of scientists did a lot of work
to make CRISPR happen,
そして私が興味があるのは
08:58
and what's interesting to me
この科学者たちが
私たちの社会に支えられていることです
09:00
is that these scientists
are being supported by our society.
考えてみてください
09:05
Think about it.
私たちの社会にはインフラがあり
09:06
We've got an infrastructure that allows
a certain percentage of people
そのおかげで 一定の割合の人々が
常に研究をしていられるのです
09:10
to spend all their time doing research.
この事実によって 私たち全員が
CRISPRの発明者であり
09:14
That makes us all the inventors of CRISPR,
その番人になっていると
言って過言ではないでしょう
09:18
and I would say that makes us all
the shepherds of CRISPR.
私たち全員に責任があります
09:23
We all have a responsibility.
だから 皆さんに
こういった技術を学んで欲しいのです
09:25
So I would urge you to really learn
about these types of technologies,
なぜなら そうすることで初めて
09:30
because, really, only in that way
こういう技術の発達や活用方法を
09:32
are we going to be able to guide
the development of these technologies,
自分たちの手で導くことが
できるようになり
09:36
the use of these technologies
最終的には 有益な成果として
09:38
and make sure that, in the end,
it's a positive outcome --
この地球と我々に
もたらされるのですから
09:43
for both the planet and for us.
ありがとう
09:46
Thanks.
(拍手)
09:47
(Applause)
Translated by Kazunori Akashi
Reviewed by Masaki Yanagishita

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About the speaker:

Ellen Jorgensen - Biologist and community science advocate
Ellen Jorgensen is at the leading edge of the do-it-yourself biotechnology movement, bringing scientific exploration and understanding to the public.

Why you should listen

In 2009, after many years of working as a molecular biologist in the biotech industry, together with TED Fellow Oliver Medvedik, Jorgensen founded Genspace, a nonprofit community laboratory dedicated to promoting citizen science and access to biotechnology. Despite criticism that bioresearch should be left to the experts, the Brooklyn-based lab continues to thrive, providing educational outreach, cultural events and a platform for science innovation at the grassroots level. At the lab, amateur and professional scientists conduct award-winning research on projects as diverse as identifying microbes that live in Earth’s atmosphere and (Jorgensen’s own pet project) DNA-barcoding plants, to distinguish between species that look alike but may not be closely related evolutionarily. Fast Company magazine named Genspace one of the world’s “Top 10 innovative companies in education.”

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