پادکست CRISPR (قسمت سوم)

🧬مبحث: بیوتکنولوژی

📝مقاله قبلی: پادکست کریسپر قسمت دوم

📝مقاله بعدی: بیوانفورماتیک چیست؟

💻مدرسه تکمیلی: مدرسه مقدماتی و پیشرفته بیوتکنولوژی

🖊شماره مقاله: 23

و می‌برند.

Carl Zimmer: And chop.

و سر اون رو با قدرت و شدت می‌برند.

Eugene Koonin: Cutting it's head with the mighty blow.

آره.

Carl Zimmer: Yeah.

خب پس اون‌ها نوعی قیچی‌های هوشمند هستن؟

Robert Krulwich: So this is smart scissors.

مثل اینه که هی برسه تو شبیه این قطعه‌ای که من دارم هستی؟

تو مثل این قطعه‌ای که من دارم هستی؟ تو کاملا مشابه قطعه‌ی من هستی پس باید تو رو ببرم.

Jad Abumrad: It's like are you like the thing I got? Are you like the thing I got? You're like the thing I got, snip.

خب پس الان وقت کشتنه!

Carl Zimmer: All right, now we're going to kill.

اینجوری باید باشه.

Jad Abumrad: It has to be.

و اون قطعه باید دقیقا شبیه قطعه‌ای باشه که قیچی در اختیار داره.

Carl Zimmer: And it has to be an exact match.

دانمشندان وقتی برا اولین بار این سیستم را کشف کردند بسیار شگفت‌زده شدند.

Jad Abumrad: When scientists first discovered this whole system. They were fascinated.

اون‌ها کم کم پروسه رو کشف کردن. مثل اینکه بگن اوه پس این مرحله اینجوریه پس مرحله عد باید اینجوری باشه! جالبه!

Carl Zimmer: They were working it out. They were like, "Oh, okay, then this happens. And this happens. And this happens. Cool."

اما یهو یکی وارد شد!

Jad Abumrad: But then in walks-

اون dude بود.

Jennifer Doudna: The dude.

جنیفر دودنا با یه ایده خیلی خفن وارد شد! نه تنها خفن بلکه بسیار اساسی و دگرگون‌کننده.

Jad Abumrad: Jennifer Doudna with a crazy idea. One of if it is crazy but radical.

جنیفر دودنا: این می‌تونه یه تکنولوژی محشر باشه.

Jennifer Doudna: This could be an amazing technology.

این یه ابزاره.

Carl Zimmer: This is a tool.

این یه ابزاره؟

Jad Abumrad: This is a tool?

Carl Zimmer: Yeah.

درسته؟

Jennifer Doudna: Right?

این یه ابزاره که ما می‌تونیم ازش برای بریدن DNA در اون قسمت‌هایی که می‌خواهیم استفاده کنیم.

Carl Zimmer: This is a tool that we can use to cut DNA where we want to cut DNA.

فکر اولیه‌ای که به ذهن می‌رسد این است که چرا از این مکانیسم دفاعی، به عنوان یه عامل تهاجمی استفاده نکنیم؟

چون این ابزارها در بریدن خیلی قدرتمند هستند. و همچنین این ابزارها تنها چیزهایی را می‌برند که با تصویری که در حافظه‌شان دارند مطابقت داشته باشند. به نظرم فقط نیازه که تصویر mug shotشان را تغییر بدیم. به جای اینکه اون‌ها دنبال ویروس بگردند، شاید بتونن دنبال ژن‌هایی بگردن که عامل بیماری هانتینگتون یا هموفیلی هستند. فرض کنید یه موش دارید که بیماری هموفیلی مبتلاست. این بیماری یه بیماریه که به خاطر وجود یه ژن اشتباه به وجود می‌آید. خب کاری که شما باید انجام بدین اینه که به این جراح‌های کوچک، mug shot‌هایی از اون زن بد می‌دهید و بعد اون‌ها رو وارد بدن موش بیمار می‌کنید.

Jad Abumrad: The basic thought was, why don't we turn this defense into offense. Because these things they seem to be really good at cutting. And yet, they only seem to cut the things that are on their mug shot. Maybe I could just replace what's on their mug shot. Instead of them going after viruses, maybe they could go after a gene that causes Huntington's disease or hemophilia. For example, this is actually something that's been done. You got a mouse with something like hemophilia. This is a diseases that's caused by one bad gene. So what you do is you take these little surgeons, you give them the mug shot for the bad gene, then you stick the surgeon with the new mug shot in a mouse.

و بعدش همه چیز رو میسپرید به اون جراح‌ها.

Carl Zimmer: Then you set it loose.

و اون‌ها بر طبق برنامه‌ای که به اون‌ها داده شده ژن رو پیدا می‌کنند.

Jad Abumrad: And just like its program to, it will find that gene-

و کلیک، کلیک، قیچی می‌کنن. قیچی‌ها در اخر دقیقا همون ژنی که شما می‌خواهید رو می‌برند.

Carl Zimmer: And click, click, chop. The scissors will end up cutting exactly the gene you wanted to cut.

حالا اون ژن بد از بین رفته. اما سوالی که پیش می‌آید اینه که چجوری ژن خوب رو جایگزین کنیم؟

Jad Abumrad: So the bad genes gone. Now the question is how do you put in the good gene?

درسته.

Robert Krulwich: Right.

Jad Abumrad: It turns out actually, according to Jennifer Doudna that that's actually not as hard as you would think.

واقعا؟

Robert Krulwich: Really?

آره، در واقع تنها کاری که شما انجام می‌دید اینه که ژن خوب رو اطراف جایی که قبلا ژن بد سکونت داشته رها می‌کنید.

Jad Abumrad: Yeah, apparently what you do is just throw this new good gene, kind of in the neighborhood of where the old genius used to be. Just in the general vicinity.

نیاز نیست که خیلی مته به خشخاش بذارید. آنزیم‌هایی که مسئول تعمیر و مرمت ژن‌ها هستند، به طور مداوم درحال بررسی شکستگی‌ها هستند.

Jennifer Doudna: You don't have to get super precise. It turns out that, they're repair enzymes that are probably continually surveying and checking for breaks.

جنیفر می‌گه که اتفاقی که داخل سلول می‌افتد این است که این نیروی تعمیرکار از راه می‌رسند و شکستگی را می‌بینند و همچنین می‌بینند ژن‌های خوب هم در کنار این محل شکستگی بیکار نشسته‌اند. پس به این فکر می‌کنند که از این ژن‌ها استفاده کنند.

Jad Abumrad: She says what will happen is it inside the cell, these repair crews come along, they'll see the break. They'll see the good genes just sitting there next to the break. They'll be like, All right. I'll just stick it in.

در واقع ما از این مسیرهای مرمتی طبیعی موجود درون سلول‌ها سود می‌بریم.

Jennifer Doudna: So we take advantage of a natural repair pathway that cells have.

اون‌ها هم برش‌دهنده و هم مرمت‌گر رو فریب می‌دن.

Jad Abumrad: They trick both the cutters and the fixers.

آره و ما دیگه قتل و غارت نمی‌کنیم! ما در واقع داریم مهندسی می‌کنیم. ما از کشت‌وکشتار به بازآرایی رو آوردیم.

Carl Zimmer: Yeah, now we're not assassinating anymore. Now we're actually engineering. We're going from killing to refashioning.

ما 30 سالی میشه که مهندسی ژنتیک و طراحی ژن رو انجام می‌دادیم نه؟

Robert Krulwich: Haven't we been designing genes, doing genetic ... a form of genetic engineering for, like 30 years?

آره ولی نه به این شکل.

Carl Zimmer: Yes, but not like this.

تکنولوژی‌های ویرایش ژن سال‌هاست که در دسترس ما بوده‌اند اما هیچکدوم از اون‌ها به قدرتمندی CRISPR نبوده‌اند.

Beth Shapiro: Genome editing technologies have been around for a long time, but none of them have been as powerful as CRISPR is.

این شما و این بث شاپیرو از دانشگاه کالیفرنیا، در سانتا کروز. او یکی از بیولوژیست‌هایی بود که باهاش در اون مهمونی صحبت کردم.

Jad Abumrad: That's Beth Shapiro from UC, Santa Cruz. She was actually one of the biologists that I drunkenly talked to at that thing.

مهمونی در موزه هنر مدرن برگزار شد؟  حقیقتا یادم نمیاد!

Beth Shapiro: Was it a modern art museum? I can't even really remember it.

منم چیزی یادم نیست.

Jad Abumrad: I don't remember either.

حتما مهمونی خیلی هیجان‌انگیزی بوده که تمام اطلاعات مربوط به محل برگزاری و محیطش اینجوری از ذهنمون محو شده‌اند.

Robert Krulwich: Must have been quite an evening, get to have the setting be so vague.

به هرحال اون روز بث این چیزها رو به من گفت. تا دو سال پیش شما یکسری ویراستار ژن داشتید که اون رو داخل سلول قرار می‌دادید.

Jad Abumrad: Anyhow. Here's how she put it to us. Back in the day. This is just like two years ago. You would have these gene editor things. You would take one, put it in a cell.

و اتفاقی که قبلا می‌افتاد این بود که شما یکسری دستورالعمل‌ها برای رسیدن به مقصد به ویرایشگر می‌دادید. ممکن بود که ادیتور به اون مقصد برود اما احتمال اینکه به جای مشابهی در جای دیگر نیز برود.

Beth Shapiro: And what happened before was, you would give it some instructions about where to go. And it might go there. But it might go to somewhere that's kind of related to where that.

Jad Abumrad: So it's like, "You just take a right at Staten Island. But it takes a left.

Beth Shapiro: And not only would it take a left to Staten Island and not find there. But it would have cost you a fortune and taken up six months of your time to get that thing. And now it's really easy.

تو فقط به ویرایشگر یه mug shot میدی.

Jad Abumrad: You just give it that mug shot.

و اون دقیقا به همونجایی میره که باید بره.

Beth Shapiro: And it goes. I'm going to find that guy exactly.

خب این خیلی دقیق به نظر میاد. تازه خیلی هم ارزونه. ابزارهای قدیمی هربار حدودا 5000 دلار خرج روی دست ما می‌گذاشتند اما CRISPR فقط 75 دلار هزینه برمی‌داره. کارل مبگه که شما می‌تونین این ویرایشگرها رو از داخل باکتری‌ها خارج کنید و همون لحظه اون‌ها رو به هر موجود زنده‌ی دیگه‌ای وارد کنید و باز هم بتونید ازشون استفاده کنید.

Jad Abumrad: So seems to be pretty precise. And it's cheap. Like the old tools would set you back about five grand just to use them once, CRISPR about 75 bucks. And here's the kicker says Carl, "It seems at the moment that you can take these things out of bacteria, stick them into almost any other creature. And it still works."

شما می‌تونید از سیستم CRISPR در هر چیزی استفاده کنید.

Carl Zimmer: You can use the same CRISPR system on anything.

مثلا اگه محصول ذرتتان ضعیف باشه می‌تونید ازش استفاده کنید؟

Robert Krulwich: Can you like do it if corn is vulnerable-

آره تو ذرت ازش استفاده کن

Carl Zimmer: Do it in corn.

حتی علیه یه آفت خاص هم میشه تو ذرت ازش استفاده کرد؟

Robert Krulwich: ... to a certain pest? You can do it in corn?

آره ازش تو ذرت استفاده کن. من منتظرم یک نفر بتونه یه مثال بیاره که CRISPR تو یه گونه کارایی نداشته باشه. تا الان نشنیدم.

Carl Zimmer: Do it in corn, do it in anything. I am waiting for someone to say CRISPR doesn't work in species x. And I have not heard with that.

خب پس در واقع ما برای اولین بار در تاریخ علم یک سیستم ویرایش ژن داریم که دقیقه، ارزونه و جهانیه. جنیفر دودنا می‌گه: "اون لحظه‌ای که این مسئله برام روشن شد..."

Jad Abumrad: So basically, what you have for the first time in science is this gene editing technology that is cheap, precise, impossibly universal. And Jennifer Doudna says, "The moment the full impact of that landed on her ...

من به معنی واقع کلمه مو به تنم سیخ شده بود. این مسئله که ما الان به چیزی دسترسی داریم که می‌تونیم بهش برنامه بدیم تا DNA رو از هرجای که ما دلمون بخواد مثل قیچی مولکولی ببره.

Jennifer Doudna: I really I literally had the hairs on the back of my neck, we're standing up. Just processing the fact that this thing exists, and that you could actually program it to cut DNA and just like this molecular scissors and I can just program it and it cuts DNA wherever I want.

این شگفت‌انگیزه اما فقط تا وقتی که تفکراتمونو همینجا نگه داریم. من تو افق یه سری ابر تیره هم می‎‌بینم.

Robert Krulwich: It is amazing. Unless you think about it further. Which we will do in just a moment. I feel a cloud coming in over the horizon. Just over there.

تو آینده‌ی این سیستم رو روشن نمی‌بینی؟

Jad Abumrad: Do you see this cloud in the horizon?

من یکم تاریکی می‌بینم.

Robert Krulwich: I see it's getting sort of dark over there. But we'll be right back.