Erkänner nästa CRISPR-nivåteknik för biologi

Jennifer Doudna vann 2020 Nobelpriset i kemi för hennes medupptäckt av CRISPR/Cas9, en mångsidig genomredigeringsplattform. Under decenniet sedan upptäckten har verktygslådan med CRISPR-teknologier exploderat och agerat som raketbränsle för nyfikenhetsdriven vetenskap. Det är också alltmer en grundläggande teknik för många bioteknikföretag.

I den här konversationen chattar Doudna med a16z generalpartner Vijay Pande. Tidigare var han professor vid Stanford University, där han ledde avdelningen för biofysik. Under sin tid där grundade han också Project och Globavir Biosciences. 

Pande och Doudna brottas med frågor som vetenskapsmän ställs inför vid denna brytpunkt. Hur känner du igen en upptäckt som kommer att öppna ytterligare möjligheter till ingenjörsbiologi? Vad kommer att hända när CRISPR-verktyg mognar? Hur ser en biologiskt konstruerad framtid ut och vilket ansvar har forskarna för att säkerställa att dessa verktyg används på ett ansvarsfullt sätt?

Längs vägen berör Doudna vad hon kämpar med, vad som förvånade henne och vad som kanske aldrig går att konstruera.

Obs: Den här intervjun publicerades ursprungligen som ett avsnitt av Bio Eats World. Avskriften har redigerats lätt för tydlighetens skull. Du kan lyssna på hela avsnittet här..

---

VIJAY PANDE: Det finns så mycket spänning för vår förmåga att konstruera biologi och att ta det vi har lärt oss och skapa nya terapier, nya saker och syntetisk biologi. Produkt- och företagssidan blommar verkligen ut. Samtidigt, om vi inte hade den grundforskningen, hade vi förmodligen inte varit där vi är nu. Med tanke på bågen av det du har sett, var du står på det, hur ska vi tänka på den balansen?

JENNIFER DOUDNA: Det är ett nöje att vara här. 

Jag tycker du tar upp en bra poäng. Och det vill säga, hur får vi rätt balans mellan grundläggande vetenskap och ingenjörsvetenskap eller fokuserad tillämpad vetenskap? Du vet, jag har alltid gjort vad du skulle kalla nyfikenhetsdriven vetenskap för det mesta. Och i allt högre grad ställs jag inför problem eller utmaningar som vi arbetar med som ligger precis i gränsen till det. Du frågar dig själv, vet vi tillräckligt om att detta nu är ett ingenjörsproblem, eller är det fortfarande ett viktigt, grundläggande arbete som behöver hända som kan vara mycket möjliggörande, men kanske inte om några år?

Han var bara lite chockad över hur vi gör vetenskap. Hans ord för det var hantverksmässigt. 

VIJAY: Ja. Du vet, det är en knepig fråga. Och jag tror att en del av det också bara är tidsskalorna. När jag tänker på grundforskning, tänkte jag på upptäckten och uppfinningen av CRISPR, nästan för att vara besläktad med transistorns, där det egentligen bara är nu – 50 år senare – när man kan packa 10 miljarder, 50 miljarder transistorer på en chip, och du kan göra dessa saker som är häpnadsväckande. Så du kan inte förvänta dig att få omedelbar avkastning, inte ens 10-årig avkastning på grundarbete. 

Å andra sidan är det dessa stora upptäckter som CRISPR, som transistorn, som verkligen kan göra dessa enorma förändringar. Så det måste naturligtvis finnas en balans. Så mycket av biologi är upptäckt. Det finns bara så mycket att lära, så mycket att upptäcka, jämfört med, låt oss säga, inom fysiken, där du kan göra så mycket mer teoretiskt och driva det, eller till och med jämfört med ingenjörskonst där du kan synda principer för att slipa fram saker mer. 

Hur skulle industrialiseringen av bio se ut?

VIJAY: Jag är verkligen nyfiken på hur vi kan flytta till och med bara upptäcktsprocessen från en konst till en industrialiserad process. Kan vi industrialisera upptäckten? Var är vi nu med det och var tror du att vi kan gå?

JENNIFER: Ja, det är en bra fråga. Det påminde mig om att jag vid ett tillfälle hade en besökare från Google som kom upp till labbet i Berkeley. Han ville ha en rundtur i ett fungerande experimentellt biologilaboratorium. Och han var bara lite chockad över hur vi gör vetenskap. Hans ord för det var hantverksmässigt. Han sa: "Det här ser hantverksmässigt ut för mig." Och han sa, "Jag tror att ni skulle kunna göra mycket för att automatisera ert arbete och det och det." 

Men i slutändan har det inte varit så lätt, egentligen, att automatisera eller industrialisera det arbete vi gör. Visst, på vissa sätt har det hänt bara genom datorkraften, och att ha fler programmerare och människor som tror beräkningsmässigt involverade i biologi har varit ett stort plus. Det har verkligen haft en mycket positiv inverkan. Men det är något med biologi som det finns stokastiska saker som du bara inte riktigt kan förutsäga ännu.

Då och då händer det något som får mig att tänka, "vah, vi kanske är på väg till en verklig förändring." Till exempel det arbete som nyligen tillkännagavs om att kunna beräkna proteinveckningar exakt. Det verkar verkligen vara ett riktigt intressant framsteg som skulle kunna revolutionera det området, eller hur? Och så skulle man kunna tänka sig att sånt kunde sträcka sig åt andra håll också. Kanske blir det så småningom mycket lättare att tilldela gener funktion eftersom vi kommer att ha tillräckligt med prediktiv information att om du matar in det hela i rätt algoritm får du ett mycket begränsat antal möjligheter som kommer ut, och det gör ditt experimentella arbete mycket enklare eller mer robust.

VIJAY: En av sakerna här är att bara aspekterna av automatisering är ganska hårda. Du blir som en stor robot som en Tecan eller något liknande. Det är ganska dyrt. Och det är bara för en specifik typ av arbetsflöde med hög genomströmning. Medan mycket biologi är N lika med fem eller kanske många replikat. Men inte 5,000 5 eller XNUMX miljoner. 

Jag är nyfiken på om, precis som innovationen som vi har sett i kit under de senaste 20, 25 åren, om ett kit kan vara både reagenserna och programvaran för att driva en liten stationär robot, som Opentrons. Den där stationära roboten kanske är motsvarigheten till en PC här, genom att den kan vara snabb och smidig och göra saker, och eftersom den kommer i kitet, med reagenserna och med programvaran för att driva den, då kommer folk att bygga på kit, kit på kit och så vidare. Och du kommer äntligen till något som är användbart. 

För jag tror kanske att poängen du menar är att om du hade en stor robot så skulle den inte gå snabbare om du måste göra det lilla, eller hur? Det skulle nog vara mer jobb än att pipettera för hand. Tror du att det närmar sig i rätt riktning?

Jag tänkte, hur kan jag verkligen försvara detta som något som har med människors hälsa att göra?

JENNIFER: Jag försöker tänka på var de verkliga flaskhalsarna finns i min egen forskningsvärld. Det var verkligen två och en kan inte lösas med en robot, åtminstone förrän vi får robotar som tänker på egen hand, förmodligen, för det är verkligen på nivå med magkänslan. Det finns massor av idéer där ute, men bara några av dem är bra. Och så, hur räknar du ut vad du ska lägga tid på att gå efter. Så det finns fortfarande det problemet. 

Men när du väl har kommit på en bra idé, och sedan bara ta dig igenom experimenten, tror jag att det är där att ha pigga, små och inte superdyra robotar i labbet kan verkligen vara möjligt. Jag måste säga att, du vet, vi har arbetat med ett antal [robotar]... Och ja, som du sa, det är vanligtvis en stor låda med en sak som är designad för att utföra en typ av uppgift. Åtminstone enligt min erfarenhet är de ofta väldigt noga.

Så du måste spendera en hel del tid på att få det hela att fungera med vad du än försöker göra, och kanske till och med utbilda en person eller anställa en person som kommer att ansvara för att köra den roboten. Och sedan kanske du kör det i några månader och sedan bestämmer dig, "Åh, nu vill jag ändra mitt experiment, göra någon annan sak, men nu är den där roboten inte bra för det," eller hur? Jag tror att om det fanns ett sätt att ha små robotar som lätt kunde anpassas till olika uppgifter, som kunde göra dem mycket exakt... Jag antar att det kan vara så att du hade enskilda små, inte för dyra robotar som var bra på en viss typ av uppgift, och du har en annan robot för olika typer av tester, som skulle kunna fungera. Jag tror att det kan vara riktigt möjliggörande.

VIJAY: Tja, och jag tror att det är här industrialiseringen [gäller]. Om du bygger en skofabrik, kommer du att göra skor. Och du kommer kanske att göra lite annorlunda skor, men du kommer inte att göra nallar eller något liknande. Medan du måste vara supersnabb, och du kanske gör ett radikalt annorlunda experiment nästa vecka, eller nästa dag, eller något liknande. Och jag tror att det är den där generaliserbarheten vi behöver. Men, du vet, kanske den mest spännande punkten är denna förändring. Jag ser så många människor som går över från att ha gjort grundläggande nyfikenhetsdriven forskning till tillämpad.

JENNIFER: Det har verkligen, på många sätt, understrukit mycket av de saker som jag har gjort under åren i mitt eget labb, med början hela vägen tillbaka till när jag började min fakultetskarriär och tittade på strukturerna hos ribosomer. Du vet, det tog oss verkligen in på området, så småningom, av RNA-interferens och RNA-molekyler i virus som är en del av maskineriet för att kontrollera translation i infekterade celler. Och sedan därifrån till CRISPR. 

Det här var alltid projekt som, i mitt labb, var inramade utifrån perspektivet: hur fungerar det här? Du vet, hur fungerar det här ur ett molekylärt perspektiv, oavsett om det är de faktiska strukturerna hos de underliggande molekylerna eller deras enzymatiska eller biokemiska beteenden? Det är så vi närmar oss CRISPR också. Det var verkligen för oss i början att det här ser ut som ett adaptivt immunsystem i bakterier som är RNA-riktat på något sätt. Så hur fungerar det? Det var ett projekt som mycket började med den där riktigt grundläggande frågan.

Om att ta steget från biologi till verktyg

VIJAY: Det finns en till synes stora klyfta mellan att studera ett adaptivt immunsystem av bakterier till förmågan att konstruera genom, och att utveckla nya klasser av terapier för saker som tidigare var ohärdiga. Hur började du se vilken typ av sammankoppling av prickarna?

JENNIFER: Ärligt talat, när vi började det arbetet nu för nästan ett dussin år sedan, förväntade jag mig verkligen inte att det skulle gå som det gjorde. Faktum är att jag var lite återhållsam när det gällde att arbeta med det i början, eftersom jag fick finansiering från NIH och från Howard Hughes Medical Institute. Jag tänkte, hur kan jag verkligen försvara detta som något som har med människors hälsa att göra? Och nu, som vi alla vet, har det allt att göra med människors hälsa. Det började med de mycket grundläggande frågorna om hur detta immunförsvar fungerar? Och sedan en mycket specifik fråga om ett speciellt protein, Cas9, som tydligt var inblandad som en central aktör i CRISPR-immunsystemet hos vissa bakterier.

Och sedan var det ganska uppenbart från dessa biokemiska data att detta enzym, som fungerar som en RNA-styrd klyver av DNA, kan styras att klyva en önskad DNA-sekvens. Det konceptet stämde så väl överens med allt annat arbete som pågick inom genomredigering eftersom människor letade efter sätt att skära DNA i celler på ett sätt som gjorde ett dubbelsträngat brott som skulle få cellen att reparera DNA:t genom att introducera en förändring i sekvensen. Så här hade vi den här klyven som var programmerbar, så att du kunde tala om för den vart den skulle gå och göra ett snitt. Och det sammanföll bara vackert med allt arbete med genomteknik med hjälp av tidigare teknologier. Det är bara det att det här är ett mycket enklare sätt att göra det på.

Naturgjorda för ingenjörskonst

VIJAY: En av de roliga sakerna med saker som kom ur naturligt urval är att det verkar som om [CRISPR-system] har utvecklats för att vara utvecklingsbara. Jag tänker på ledsagare och saker som hjälper proteiner att göra saker. Ett av kännetecknen för att ta in en ingenjörsmentalitet eller tillvägagångssätt är att du kan få iterativa förbättringar. Saker och ting kan bli lite bättre år för år. Och ofta förvärras den förbättringen nästan som att öka räntan, där man kunde känna att det skedde en förändring från "det är dags att vara nyfiken" till "det är dags att konstruera."

JENNIFER: Nåväl, en av de saker som är så spännande med CRISPR, ur ett ingenjörsperspektiv, är att det har visat sig vara ett system som är mycket mottagligt för modifiering. Jag tycker att du har en riktigt bra poäng att naturen sätter upp saker och ting på det sättet ändå. Vi ser det i naturlig CRISPR-biologi eftersom det finns en stor samling av dessa enzymer som har utvecklats i olika bakterier, och de kan verkligen se ganska olika ut och ha en rad aktiviteter. Så, uppenbarligen, gör naturen denna justering och finjustering av dessa proteiner för deras inhemska miljö. I mitt sinne har jag den här visionen om hela den här verktygslådan som är uppbyggd kring denna RNA-styrda mekanism, som lägger till alla typer av intressanta olika kemiska aktiviteter som tillåter dessa typer av manipulation och genom.

De ser alla väldigt intressanta ut. Så vi kämpar för att ta reda på var vi vill fokusera våra ansträngningar och om det är värt att arbeta på nästa CRISPR-system kontra att kasta vårt nät i en annan riktning.

2013 fanns det en kaskad av publikationer som kom ut det året från olika grupper som visade att du kunde använda Cas9 omänskliga celler, du kan använda den för att konstruera zebrafiskar. Det fanns massor av riktigt intressanta proof of princip-upptäckter som lades fram med hjälp av CRISPR/Cas9-systemet som gjorde det klart att detta skulle bli ett transformativt verktyg för att göra alla typer av vetenskap. Inte bara grundforskning – den typ av saker som möjliggjordes genom att kunna undersöka geners funktion, göra knockouts på riktade sätt och celler – utan ärligt talat också att använda den på ett mycket tillämpat sätt. Nämligen att göra till exempel ckorrigerande mutationer i gener som skulle fixa sicklecellsmutationen, sådana saker. 

Mitt tankesätt tänkte redan på, hur använder vi dessa? De är helt klart intressanta enzymer. De har helt klart nytta på forskningsarenan. Det har bara expanderat oändligt från vårt ursprungliga tänkande. Det var: kan vi använda dessa för att göra diagnostik eller använda dem för att upptäcka olika typer av virala RNA, i huvudsak dra fördel av vad de gör i naturen, men gör det i en in vitro-miljö som ett forskningsverktyg? Men jag tror att det fortfarande finns mycket landningsbana där.

VIJAY: Ja, absolut. 

Känner igen nästa tekniska system

VIJAY: Jag är nyfiken på hur du har en känsla för vad som kommer att bli nästa saker som kan konstrueras inom biologi. Finns det saker som du är exalterad över? Eller finns det tips som du skulle ge folk för hur de ens skulle kunna identifiera det?

JENNIFER: Tja, det är tufft. Det är en av de saker där du antingen letar under lyktstolpen efter saker som ser ut som saker du redan vet om, eller så gör du grundläggande arbete, oavsett ämne, men du har ett öga mot, du vet, 'om Jag råkar stöta på något som ser ut att vara användbart eller tekniskt, jag ska dra det åt sidan. 

Så, Jillian Banfield på Berkeley har arbetat med bakteriella metagenomer under lång tid. Det betyder i princip bara att man kan ta DNA-sekvenserna från mikrober och sy ihop dem igen, så att vi vet hur hela deras genom ser ut. Sedan lär du dig grundläggande biologi genom att göra olika typer av analyser. Hon var faktiskt en av de allra första som stötte på CRISPR-sekvenser genom att göra den typen av saker.

Som ni kan föreställa er, stöter hon på alla möjliga riktigt intressanta observationer i sitt arbete. En av utmaningarna vi har är att hon ofta kommer till mig och säger: "Hej, jag har den här riktigt coola observationen och, du vet, vad tycker du?" Och de ser alla väldigt intressanta ut. Så vi kämpar för att ta reda på var vi vill fokusera våra ansträngningar och om det är värt att arbeta på nästa CRISPR-system kontra att kasta vårt nät i en annan riktning. Till viss del försöker vi göra båda, men jag kämpar med det här. Det är egentligen inte särskilt lätt att lista ut var nästa stora insikt eller teknik kommer ifrån.

Ibland när det händer kan människor också få tunnelseende, eller hur? Alla börjar arbeta åt ett håll. Ändå kan det finnas något väldigt intressant där borta som publiken inte är fokuserad på men som faktiskt är riktigt, riktigt viktig.

VIJAY: Ja. Tja, jag är nyfiken på att testa en hypotes om dig och se vad du tycker. Du ska känna dig fri att helt skjuta ner det här, det skulle bara krossa mitt hjärta, det är allt. Ett av de riktigt intressanta kännetecknen med biologi är modulariteten. Du vet, från aminosyror till proteiner, till komplex, stora saker till celler, organeller, vävnader och organ, och så vidare, det finns en sorts modularitet på många skalor. Och du kan bråka med aminosyran eller bråka med proteinet eller så kan du göra saker i olika skalor. På så sätt behöver inte allt vara omgjorda atom för atom. Du kan designa om delar eller så vidare så modularitet är en del. Sedan kan du börja ta dessa byggstenar och sätta ihop dem på intressanta sätt, och vi har uppenbarligen sett det på så många olika sätt. Så, har aspekter av naturligt urval verkligen drivit fram ingenjörsförmågan här eller kan du tänka dig tider då de är i opposition? För det behöver inte vara så.

JENNIFER: Just det. Nej, det behöver inte vara så. När du ställde frågan tänkte jag tillbaka på vår delade historia med ribosomer. För, du vet, redan på 1980-talet när människor upptäckte dessa katalytiska RNA, fanns det en enorm spänning över att kunna konstruera något som inte fanns i naturen. Jag tror nu, om man ser tillbaka, så har det inte varit så lätt att göra mycket ingenjörsarbete på ribosomer för att få dem att göra saker annorlunda än vad man hittar i naturen. Sedan om du ser naturligt, finner vi också att det inte finns ett stort antal olika typer av ribosomer.

VIJAY: I jämförelse med enzymer, som har en stor mångfald.

JENNIFER: Precis. Så jag tror att det är ett exempel där din hypotes håller. Sedan, med CRISPR, är det ungefär tvärtom på ett sätt i den meningen att vi ser ett stort antal mycket olika former av CRISPR/Cas-proteiner i naturen. De har samma mekanism, men de fungerar lite annorlunda. Så jag tror att det stämmer överens, åtminstone med tanken att vi finner, i labbet, att naturen också har funnit att detta är en mycket smidig plattform för att manipulera DNA, eller i vissa fall RNA, i celler.

VIJAY: Ja. Jag letar alltid efter det ögonblicket där vi känner att vi har gjort den övergången. Det ögonblicket är verkligen viktigt för att ta in kollaboratörer eller fundera på att ösa in forskningsfinansiering för att göra riskfinansiering. Hur vet du att vi har hittat det ögonblicket? Det låter nästan som att du måste prova några saker. 

Jag menar, en av de viktigaste katalytiska maskinerierna på jorden, ribosomen, är ett ribozym. Så du kanske har stora förhoppningar på det. Men det behöver det inte vara. Så länge du kan läsa, skriva, redigera, modifiera kan du börja göra varianter och börja försöka göra dessa saker. Och vissa saker kommer att konstrueras när något händer. Jag antar att du får se om det fattar. Vi ser detta inom vetenskapen och i startups där bara folk börjar stapla in och inse att det verkligen finns något här.

JENNIFER: Ja. Tja, jag ska berätta lite. När vi började arbeta med CRISPR-proteiner i mitten till slutet av 2000-talet började vi få idén att dessa kan vara mycket användbara enzymer för forskningsändamål. Så, det första samtalet jag någonsin haft med en riskkapitalist var ett samtal där jag beskrev för honom de data vi hade för dessa CRISPR/Cas-proteiner som kan binda och skära RNA i en mycket exakt sätt, och hur du kanske kan använda den aktiviteten som ett sätt att detektera särskilda RNA-sekvenser. Du vet, vi tillbringade en timme i telefon och pratade om, "Vad är den mördande appen för det här?" Och ingenting gelerade riktigt. Det fanns idéer men det gelerade inte riktigt och hur skulle du ens modifiera ett sådant protein för att göra det mer användbart? Det är inte riktigt klart. Så jag kom lite ifrån det samtalet och tänkte: "Okej, ja, det här är förmodligen inte ännu vid en punkt där det kommer att ha den typen av möjlighet att expandera i många riktningar."

Och det var väldigt annorlunda än med Cas9, eller hur? För typ direkt du visste, du behövde inte fråga någon. Det var som, ja, det här kommer helt klart att vara något som kommer att vara riktigt användbart. Då var frågan, hur brett kan du konstruera den för att göra olika saker? Och, som du sa, när folk börjar hoppa in i ett fält, och de börjar få draghjälp i sina egna projekt, och du ser exponentiell tillväxt. Det är verkligen spännande när man ser det hända inom vetenskapen. Vi har också sett det inom området avbildningsteknologier under de senaste åren, såväl som i cancerimmunterapier, där det bara finns så många möjligheter och massor av människor som hoppar in i det. Jag är nyfiken på hur du tänker kring detta också, med din VC-hatt på.

Tekniker som CRISPR kommer oftare än inte från vänsterfältet i den meningen att de kommer från grundläggande nyfikenhetsdriven vetenskap.

Men ibland när det händer kan människor också få tunnelseende, eller hur? Alla börjar arbeta åt ett håll. Ändå kan det finnas något väldigt intressant där borta som publiken inte är fokuserad på men som faktiskt är riktigt, riktigt viktig. Så, hur tänker du på det när du ser den här typen av exponentiell frenesi i ett fält och ändå har en känsla av att vi kanske missar något?

VIJAY: Det är en riktigt svår fråga. Som vad som helst, du hanterar det med en portfölj, eller hur? Oavsett om det är en portfölj med doktorander och postdocs i ditt labb som gör olika saker, eller en portfölj med dollar, eller en portfölj av företag, en portfölj av idéer. Jag tror att några av de mest spännande sakerna är de motstridiga. Men med det sagt är allt om uppgifterna stämmer och om det verkligen finns något där. En av de saker som mina starkaste mentorer alltid påtvingade mig är att som PI:er eller som investerare måste vi ha en känsla av god smak, eller hur? Har du lite känsla för någon gissning, någon magkänsla för var intressena finns eller bara till och med var vår nyfikenhet finns, eller hur?

JENNIFER: Jag kunde inte hålla med mer. Det är något omöjligt med magkänslan i ett projekt som är väldigt verkligt.

Att välja riktning

VIJAY: Du vet, du har varit en grundare eller medgrundare av många startups nu. Vilken typ av lärdomar har du lärt dig eller vilka råd skulle du ge människor som kommer bakom dig som vill följa i dessa fotspår? Framförallt med tanke på alla de saker vi kan göra som vi inte kunde göra för bara några år sedan. Hur påverkar det ditt sätt att tänka kring företagsbyggande?

JENNIFER: Så jag kämpar med det här just nu faktiskt, Vijay, eftersom det finns ett antal möjligheter som bygger på en del av det arbete som kommer ut av CRISPR-biologi och teknologi som kan vara redo för ett företag. Som, en av utmaningarna med CRISPR är hela frågan om leverans. Hur levererar man CRISPR-molekyler till celler, oavsett om det är i växter eller om det finns i människor? Det är ett problem, eller hur? Och det är ett problem som inte riktigt har åtgärdats på ett heltäckande sätt. Så, är det ett tekniskt problem? Ja. Men kommer det också att kräva någon grundläggande upptäckt? Jag tror förmodligen att svaret är ja. Så du behöver typ båda. 

Så, är det bättre gjort i ett företag eller är det bättre gjort i akademiska labb? Återigen, svaret är förmodligen både och. Sedan är det att försöka lista ut hur du analyserar en utmaning som den och bygger, låt oss säga, ett företagsteam runt det med rätt personer. Helst, för något sådant, skulle du göra det med rätt investerare som erkänner att "Ja, det här är inte ett kortsiktigt problem. Det kommer att lösas under en tid.” Förhoppningsvis har du några kortsiktiga mål inbyggda där så att du, ur ett företagsperspektiv, kan få genomslag. Men du måste ha ett team som kommer att vara villigt att verkligen satsa på FoU-ansträngningar för att göra några genombrott.

Gå vidare ansvarsfullt

VIJAY: Så, tänker på den här världen, kanske 10, 20 år från nu. Du tänker på konstruerad CRISPR, konstruerar resten av biologin på så många olika sätt. Vi skulle kunna prata om hälso- och sjukvård, vi skulle kunna prata om energi och klimatförändringar, vi skulle kunna prata om att föda 10 miljarder människor på planeten på ett hållbart, hälsosamt sätt. När jag tänker på många av de utmaningar som världen står inför, är de till sin natur biologiska på någon nivå, eller kan hanteras med den typ av teknisk biologiteknik vi gör. 

Jag är nyfiken på hur du tänker kring principerna för hur vi ska hantera det vi kan göra, för baksidan är också potentiellt skrämmande, eller hur? De saker som människor kunde göra med denna stora makt – och de kunde vilja göra motsatsen till vad vi beskrev. Jag är nyfiken på vad du tycker om de vägledande principerna för hur vi ska hantera denna nya makt.

JENNIFER: Coolt. Wow. Du gjorde mig tuff på slutet här, Vijay. Tja, jag tror att en del av lösningen på det kommer från aktivt engagemang. Jag är en stor förespråkare för öppenhet och ingrepp av vetenskapsmän, särskilt akademiska vetenskapsmän, med människor utanför det akademiska elfenbenstornet. Jag tror att det är väldigt viktigt. Det har verkligen varit till hjälp för mig, ärligt talat, under de senaste åren med CRISPR att tänka på alla utmaningar där. Och som du sa, det finns många vetenskapliga möjligheter med det, så vilka kommer att vara viktigast att fokusera på? Det är en fråga. Men då också bara att se till att tekniken går framåt på sätt som är produktiva och inte destruktiva, eller hur? Så för mig själv tror jag att det egentligen handlar om att engagera sig så brett som möjligt, men också att leta efter sätt att bygga synergier.

Låt oss ta exemplet med klimatförändringar. Det är förmodligen det stora existentiella hotet som vi står inför just nu över hela mänskligheten. Är det lämpligt att ta itu med det med biologiska lösningar? Absolut. Så då är frågan hur man gör det. Om vi ​​går tillbaka till CRISPR-exemplet, det är mitt sätt att tänka på det arbeta med kollegor som är fokuserade på markens mikrobiomet. På vilka sätt kan du manipulera markmikrober för att öka kolavskiljningen, men också för att öka produktionen av mat och hantera problem med ett förändrat klimat, ur markens och jordbrukets perspektiv? Så det är ett område. Nu, är det något jag jobbar på? Det är inte rätt? Men det är något där jag skulle älska att göra det möjligt för andra att göra det för att sammankalla grupper och göra människor medvetna om vilka möjligheter som finns med den här tekniken som kan gälla problem som de arbetar med.

VIJAY: Ja. Du vet, när jag tänker på den här frågan tror jag att Polstjärnan för mig försöker göra saker som vi tror kan vara i linje med befintlig biologi. Så, man tänker på fossila bränslen, där man pumpar upp allt det här ur marken, och sedan har man allt detta restavfall, som vi kanske har gjort om till plast, som blir olika typer av avfall. 

Men en av nyckelprinciperna inom biologi har varit den cirkulära naturen till saker där den huvudsakliga ingången är energi som kommer in från solen, men resten går vidare, eftersom det alltid kommer att finnas okända okända. Men om vi kan hålla fast vid den sortens anpassning har vi en chans. Och det som gör mig riktigt upphetsad om CRISPR eller andra biotekniker är att det känns som att det är det bästa hoppet för att vara i linje med naturen eftersom vi gör det på ett förhoppningsvis mer naturligt sätt.

JENNIFER: Nej, det är väldigt intressant. Och det kommer tillbaka till denna fråga om, är konstruerade organismer naturliga eller inte? Jag menar, du har rätt. Om du använder teknik för att komma till organismer som skulle existera om de hade tillräckligt med tid för att utvecklas, då är det bara det att du inte vill vänta en miljon år, eller hur?

VIJAY: Det är helt rätt. Du bara skjuter på det lite, som curling, för att hålla det igång på rätt sätt men inget extremt.

Så bara i sista minuten eller så är CRISPR ett exempel på en teknik som är välkänd mycket brett i allmänheten. Jag tror att folk hör många olika saker om det. Jag är nyfiken på om det är något som du önskar att allmänheten förstod bättre om den vetenskap du har gjort?

JENNIFER: Tja, jag antar att det kommer tillbaka till där vi började, på ett sätt. Jag tror att det är viktigt att förstå att teknologier som CRISPR, oftare än inte, kommer från vänsterfältet i den meningen att de kommer från grundläggande nyfikenhetsdriven vetenskap. Så det är verkligen viktigt att stödja den typen av arbete, i samverkan med människor som tar dessa upptäckter och tillämpar dem. Något sådant här skapas inte bara, eller hur? Det måste avslöjas genom en mer stokastisk process av grundläggande vetenskap.

Upplagt 28 juni 2022