'TEDtalks': "Edición de genes ahora se puede cambiar toda una especie para siempre*

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*Edición de genes ahora se puede cambiar toda una especie para siempre"

Así que esta es una charla acerca de las unidades de genes, pero voy a empezar por decir una breve historia. Hace 20 años, un biólogo llamado Anthony James se obsesionó con la idea de hacer los mosquitos que transmiten la malaria no.

doce y veintiséisFue una gran idea, y más o menos un completo fracaso. Por un lado, que resultó ser muy duro para hacer un mosquito de la malaria resistente. James logró, finalmente, hace unos pocos años, mediante la adición de algunos genes que hacen que sea imposible para el parásito de la malaria para sobrevivir en el interior del mosquito.

doce y cuarenta y seisPero que acaba de crear otro problema. Ahora que tienes un mosquito de la malaria resistente, ¿cómo se consigue que la sustitución de todos los mosquitos portadores de la malaria? Hay un par de opciones,pero el plan A era básicamente para criar a un montón de los nuevos mosquitos manipulados genéticamente los liberan en el medio natural y la esperanza de que ellos transmiten sus genes. el problema era que tendría que liberar literalmente a 10 veces el número de mosquitos nativos para trabajar. Así que en un pueblo con 10.000 mosquitos, que liberar un extra de 100.000. Como se puede adivinar, esto no fue una estrategia muy popular entre los habitantes del pueblo.

una y veintitrés(Risa)

01:25Luego, en enero pasado, Anthony James consiguió un correo electrónico de un biólogo llamado Ethan Bier. Bier dijo que él y su estudiante graduado Valentino Gantz había tropezado con una herramienta que no sólo podría garantizar que un rasgo genético particular sería heredado, pero que lo haría se extendió con una rapidez increíble. Si ellos tuvieran razón, sería básicamente a resolver el problema que él y James había estado trabajando durante 20 años.

uno y cuarenta y nueveA modo de prueba, se diseñaron dos mosquitos que portan el gen contra la malaria y también esta nueva herramienta, una unidad de gen, que explicaré en un minuto. Por último, y lo organizaron de modo que cualquier mosquitos que habían heredado el anti gen de la malaria no tendría los ojos blancos habituales, pero tendría que tomar en los ojos rojos. Eso era prácticamente sólo por conveniencia para que pudieran saber con sólo un vistazo qué era lo que.

02:13Por lo que tomaron sus dos contra la malaria, mosquitos de ojos rojos y los pusieron en una caja con 30 los ojos blancos ordinarios, y dejar que ellos engendran. En dos generaciones, los que se habían producido 3.800 nietos. Eso no es lo sorprendente. Esta es la parte sorprendente: dado que usted comenzó con sólo dos mosquitos con los ojos rojos y 30 los ojos blancos, que esperan su mayoría descendientes de ojos blancos. en cambio, cuando James abrió la caja, todos los mosquitos 3.800 tenían los ojos rojos.

02:44Cuando le pregunté a Ethan Bier con este momento, se convirtió en tan excitado que estaba literalmente gritando en el teléfono. Esto se debe conseguir solamente los mosquitos de ojos rojos viola una regla que es la piedra angular absoluta de la biología, la genética mendeliana. Voy a seguir esta rápida , pero la genética mendeliana dice cuando una pareja masculina y femenina, su bebé hereda la mitad de su ADN de cada padre. Así que si nuestra mosquito original aa y nuestro nuevo mosquito es aB, donde B es el gen de la lucha contra la malaria, los bebés deben salir en cuatro permutaciones: . AA, aB, aa, Ba en cambio, con la nueva unidad de genes, . todas ellas han aB biológicamente, que no debería ser posible.

03:23Entonces, ¿qué pasó? Lo primero que ocurrió fue la llegada de una herramienta de edición de gen conocido como CRISPR en 2012. Muchos de ustedes probablemente han oído hablar de CRISPR, así que sólo voy a decir brevemente que CRISPR es una herramienta que permite a los investigadores a editar genes de forma muy precisa, fácil y rápidamente. esto lo hace mediante el aprovechamiento de un mecanismo que ya existía en las bacterias. Básicamente, hay una proteína que actúa como una tijera y corta el ADN, y hay una molécula de ARN que dirige la tijera a cualquier punto de la genoma desea. El resultado es básicamente un procesador de textos para los genes. usted puede tomar un gen entero a cabo, poner uno en, o incluso editar una sola carta dentro de un gen. Y puede hacerlo en casi cualquier especie.

04:04OK, recuerda lo que dije ese gen conduce originalmente tenía dos problemas? La primera fue que era difícil diseñar un mosquito que ser resistente a la malaria. Eso es básicamente ido ahora, gracias a CRISPR. Pero el otro problema era logístico. ¿Cómo te obtener su rasgo de difundir? Aquí es donde se pone inteligente.

04:23Hace un par de años, un biólogo de Harvard llamado Kevin Esvelt preguntó qué pasaría si lo hizo de manera que CRISPR inserta no sólo el nuevo gen , sino también la maquinaria que hace el cortar y pegar.En otras palabras, ¿y si CRISPR también copiar y pegado en sí. terminarías con una máquina de movimiento continuo para la edición de genes. Y eso es exactamente lo que sucedió. Esta unidad gen CRISPR que Esvelt creado no sólo garantiza que un rasgo se van pasando sucesivamente, pero si se utiliza en las células de la línea germinal, se copia automáticamente y pegar el nuevo gen en ambos cromosomas de cada individuo. es como una búsqueda global y reemplazar, o en términos de ciencia, tiene un rasgo homocigoto heterocigóticos.

05:10Por lo tanto, ¿qué significa esto? Por un lado, significa que tenemos una muy poderosa, pero también nueva herramienta algo alarmante. Hasta ahora, el hecho de que las unidades de genes no funcionan muy bien en realidad era una especie de alivio. Normalmente, cuando que perder el tiempo con genes de un organismo, hacemos esa cosa menos aptos evolutivamente. Así que los biólogos pueden hacer todas las moscas de la fruta mutantes que quieren sin preocuparse por ello. Si algún escape, la selección natural solo se ocupa de ellos.

05:37Lo que es notable y poderoso y aterrador acerca de las unidades de genes es que eso ya no es verdad.Si se asume que el rasgo no tiene una gran desventaja evolutiva, como un mosquito que no puede volar,la unidad génica basada en CRISPR se extenderá el cambio sin descanso hasta que está en cada persona individual en la población. Ahora bien, no es fácil hacer una unidad gen que funciona muy bien,pero James y Esvelt pensar que podemos.

06:04La buena noticia es que esto abre la puerta a algunas cosas notables. Si usa una unidad génica contra la malaria en tan sólo un 1 por ciento de los mosquitos Anopheles, la especie que transmite la malaria, los investigadores estiman que se extendería a toda la población en un año . Así que en un año, se puede eliminar prácticamente la malaria. en la práctica, estamos todavía unos años fuera de ser capaz de hacer eso, pero aún así, unos 1.000 niños mueren cada día de malaria. en un año, ese número podría ser casi cero. Lo mismo ocurre con la fiebre del dengue, el chikungunya, la fiebre amarilla.

06:36Y se pone mejor. Digamos que quiere deshacerse de una especie invasora, como conseguir la carpa asiática de los Grandes Lagos. Todo lo que tiene que hacer es liberar una unidad gen que hace que los peces sólo producen descendencia masculina. En unas pocas generaciones, no habrá hembras que quedan, no más de la carpa. En teoría, esto significa que se pueden recuperar los cientos de especies nativas que han sido empujados al borde.

06:58OK, eso es la buena noticia, esta es la mala noticia. Accionamientos de genes son tan eficaces que incluso una liberación accidental podría cambiar toda una especie, ya menudo muy rápidamente.Anthony James tuvo buenas precauciones. Crió a sus mosquitos en un laboratorio de contención biológica y también utilizó una especie que no es nativa de los EE.UU. de modo que incluso si algunos de ellos escapasen, que acababan de morir fuera, no habría nada para que se acoplan. Pero también es cierto que si una carpa asiática docena con el unidad de genes de todos los hombres accidentalmente dejó llevar desde los Grandes Lagos de nuevo a Asia, que potencialmente podría acabar con la población carpa asiática nativa. Y eso no es tan poco probable, teniendo en cuenta lo conecta nuestro mundo es. de hecho, es por eso que tenemos una especie invasora problema. y eso es pescado. cosas como los mosquitos y las moscas de la fruta, hay literalmente no hay manera de contenerlos. Se cruzan las fronteras y los océanos de todo el tiempo.

07:52OK, la otra mala noticia es que una unidad gen no puede permanecer confinada a lo que llamamos la especie objetivo. Esto se debe al flujo de genes, que es una forma elegante de decir que las especies vecinas a veces se cruzan. Si esto sucede, es posible una unidad genética podría cruzar, al igual que la carpa asiática podría infectar a algún otro tipo de carpa. eso no es tan malo si la unidad de solo promueve un rasgo, como el color de los ojos. de hecho, hay una buena posibilidad de que vamos a veruna ola de muy fruta extraña vuela en un futuro próximo. Pero podría ser un desastre si la unidad se dignó para eliminar por completo la especie.

08:25La última cosa preocupante es que la tecnología para hacer esto, modificar genéticamente un organismo e incluir una unidad de genes, es algo que, básicamente, cualquier laboratorio en el mundo puede hacer.Un estudiante puede hacerlo. Un estudiante de secundaria con talento y con un poco de equipo puede hacer eso.

08:43Ahora, supongo que esto suena aterrador.

08:46(Risa)

08:48Curiosamente, sin embargo, casi todos los científicos que hablo parecía pensar que las unidades de genes no eran realmente tan aterradora o peligrosa. En parte porque creen que los científicos serán muy cautos y responsables sobre su uso.

09:00(Risa)

09:01Hasta ahora, eso ha sido cierto. Pero las unidades de genes también tienen algunas limitaciones reales.Así, por un lado, que sólo funcionan en la reproducción sexual especie. Así que gracias a Dios, no pueden ser utilizados para realizar ingeniería virus o bacterias. Además, los diferenciales de rasgo Sólo con cada generación sucesiva. Así que el cambio o la eliminación de una población es práctico sólo si esa especie tiene un ciclo reproductivo rápido, como insectos o tal vez pequeños vertebrados como ratones o peces. En los elefantes o las personas, se necesitarían siglos para un rasgo de difundir ampliamente suficiente a la materia.

9:31Además, incluso con CRISPR, que no es tan fácil de diseñar un rasgo verdaderamente devastador.Digamos que quería hacer una mosca de la fruta que se alimenta de fruta ordinaria en lugar de fruta podrida, con el objetivo de sabotear la agricultura americana. En primer lugar, habría que averiguar qué genes controlan lo que la marcha quiere comer, que ya es un proyecto muy largo y complicado. Entonces habría que alterar los genes para cambiar el comportamiento de la mosca a lo que te gustaría que fuera,que es una aún más largo y complicado proyecto. y puede ser que ni siquiera funciona, porque los genes que controlan el comportamiento son complejos. Así que si usted es un terrorista y tener que elegir entre el inicio de un programa de investigación básica agotadora que requerirá años de trabajo de laboratorio meticulosa y todavía podría no ser un éxito, o simplemente volar cosas? Es probable que elija la tarde.

10:14Esto es especialmente cierto porque al menos en teoría, debería ser bastante fácil de construir lo que se llama una unidad de reversión. Ese es uno que, básicamente, se sobrescribe el cambio realizado por la primera unidad de genes. Así que si no te gusta los efectos de un cambio, sólo puede liberar una segunda unidad que se cancelará a cabo, al menos en teoría.

10:32OK, así que ¿dónde nos deja esto ahora tenemos la capacidad de cambiar toda la especie a voluntad.Deberíamos? ¿Somos dioses ahora? No estoy seguro de que diría eso. Pero yo diría esto: en primer lugar, algunos muy las personas inteligentes están aún debatiendo ahora cómo regular las unidades de genes. al mismo tiempo, algunas otras personas muy inteligentes están trabajando duro para crear salvaguardias, como gen impulsa que la auto-regulan o se agotan después de unas pocas generaciones.eso está muy bien. Sin embargo, esta tecnología aún requiere de una conversación. Y dada la naturaleza de las unidades de genes, la conversación tiene que ser global. ¿Qué pasa si Kenia quiere utilizar una unidad de Tanzania, pero no lo hace? ¿Quién decide si lanzar una unidad de gen que puede volar?

11:21No tengo la respuesta a esa pregunta. Todos podemos hacer de cara al futuro, creo, es hablar honestamente sobre los riesgos y beneficios y asumir la responsabilidad de nuestras elecciones. Con esto quiero decir, no sólo la opción de utilizar una unidad de gen , sino también la opción de no usar uno.los seres humanos tienen una tendencia a asumir que la opción más segura es la de preservar el statu quo. pero eso no es siempre el caso. impulsiones Gene tienen riesgos, y los que necesitan ser discutidas, pero existe la malaria ahora y mata a 1.000 personas al día. para combatirlo, rociamos pesticidas que perturban gravemente a otras especies, incluyendo anfibios y aves.

12:02Así que cuando escuche acerca de las unidades de genes en los próximos meses, y confía en mí, usted va a escuchar acerca de ellos, recordar eso. Puede ser aterrador para actuar, pero a veces, no actuar es peor.

12:15(Aplausos)



https://www.ted.com/talks/jennifer_kahn_gene_editing_can_now_change_an_entire_species_forever/transcript?language=en