Има старинна и универсална идея, че думите имат сила, че заклинанията съществуват, и ако можем само да произнесем правилните думи, тогава, пуф! Знаете ли, лавина може да дойде и да унищожи хобитите, нали? И така, това е много привлекателна идея, понеже ние сме много мързеливи, като чирака на магьосника, или най-големия компютърен програмист на света. И така, тази идея има много общо с нас. Харесва ни идеята, че думите, когато са произнесени -- те са малко повече от чиста информация, но те пораждат някакво физическо действие в реалния свят, което ни помага да си вършим работата. И, разбира се, с многото програмируеми компютри и роботи наоколо, това е лесно нещо за представяне. Колко от вас знаят за какво говоря? Вдигнете си дясната ръка. Добре. Колко от вас не знаят за какво говоря? Вдигнете си лявата ръка. Добре. Хубаво. Това е страхотно. Това беше много лесно. Вие, хора, имате много несигурни компютри, нали? Сега нещото е, че това е различен вид заклинание. Това е компютърна програма направена от нули и единици. Може да бъде произнесена на компютър. Прави нещо такова. Важното е, че може да я пишем на език на високо ниво. Компютърен магьосник може да напише това нещо. Може да бъде компилирана в това -- в нули и единици -- и да бъде произнесена от компютъра. И това е, което прави компютрите мощни: тези езици на високо ниво, които може да се компилират. И така, аз съм тук за да ви кажа, че не се нуждаете от компютър, за да имате заклинание. Всъщност, това което може да направите на молекулярно ниво е, ако кодирате информацията -- ако кодирате заклинание или програма като молекули -- тогава физиката може директно да интерпретира тази информация и да стартира програмата. Това се случва в протеините. Когато тази аминокиселинна последователност бъде произнесена като атом, тези малки букви залепват една за друга. Тя се свива в триизмерна форма, която я превръща в наномашина, която всъщност реже ДНК. Интересното нещо е, че ако промените последователността, може да промените триизмерното нагъване. Сега получавате вместо това ДНК телбод. Това са вида молекулярни програми, които искаме да може да пишем, но проблемът е, че не знаем машинния език на протеините; нямаме компилатор на протеини. Така че се присъединих към нарастваща група от хора, които се опитват да направят молекулярни магии, използвайки ДНК. Използваме ДНК защото е евтино. Лесно е за управление. Това е нещо, което разбираме много добре. Всъщност го разбираме толкова добре, че се мислим, че може да напишем програмни езици за ДНК и да имаме молекулярни компилатори. И така, ние мислим, че може да направим това. Първият ми въпрос правейки това --
There's an ancient and universal concept that words have power, that spells exist, and that if we could only pronounce the right words, then -- whoosh! -- you know, an avalanche would come and wipe out the hobbits, right? So this is a very attractive idea, because we're very lazy, like the Sorcerer's Apprentice, or the world's greatest computer programmer. This idea has a lot of traction with us. We love the idea that words, when pronounced, are little more than pure information, but they evoke physical action in the real world that helps us do work. So, of course, with lots of programmable computers and robots around, this is an easy thing to picture. How many of you know what I'm talking about? Raise your right hand. How many don't know what I'm talking about? Raise your left hand. So that's great. So that was too easy. You guys have very insecure computers, OK? So now the thing is, this is a different kind of spell. This is a computer program made of zeros and ones. It can be pronounced on a computer, does something like this. The important thing is we can write it in a high-level language. A computer magician can write this thing. It can be compiled into zeros and ones and pronounced by a computer. And that's what makes computers powerful, these high-level languages that can be compiled. And so, I'm here to tell you, you don't need a computer to actually have a spell. In fact, what you can do at the molecular level is that if you encode information -- you encode a spell or program as molecules -- then physics can actually directly interpret that information and run a program. It's what happens in proteins. When this amino-acid sequence gets pronounced as atoms, these little letters are sticky for each other. It collapses into a three-dimensional shape that turns it into a nanomachine that actually cuts DNA. The interesting thing is that if you change the sequence, you change the three-dimensional folding. You get, now, a DNA stapler, instead. These are the kind of molecular programs we want to be able to write. The problem is, we don't know the machine language of proteins or have a compiler for proteins. So I've joined a growing band of people that try to make molecular spells using DNA. We use DNA because it's cheaper, it's easier to handle, it's something we understand really well -- so well, in fact, that we think we can actually write programming languages for DNA and have molecular compilers.
или един от първите ми въпроси правейки това -- беше. Как да се направи произволна форма или модел от ДНК? Реших да използвам вид ДНК оригами, където може да вземем дълга нишка от ДНК и да я нагънем в каквато си искаме форма или модел. Ето една форма. В действителност прекарах около една година в къщи, по бельо, кодирайки, както Линус [Торвалдс], на тази снимка преди това. Тази програма придобива форма, изплюва 250 ДНК последователности. Тези къси ДНК последователности са това, което ще се нагъне в пази по-дълга нишка, в тази форма, която искаме да направим. Значи, изпращате електронна поща с тези последователности на компания, и това което тя прави -- компанията ги произнася на ДНК синтезатор. Това е машина с големината на копирна машина. Това, което се случва е, че те вземат имейла ви и всяка буква от него, и заменят с 30-атомна група, по една за всяка буква, А, Т, Ц и Г в ДНК. Те ги подреждат в правилната последователност, и после ги изпращат обратно по ФедЕкс. Така получавате 250 от тези неща по пощата в малки епруветки. Аз ги смесвам, добавям малко солена вода и после добавям тази дълга нишка, за която ви говорех, която откраднах от един вирус. И после това, което се случва е, че нагрявате цялото това нещо до кипване. После го охлаждате до стайна температура, и докато го правите, това което се случва е, че тези къси нишки, те правят следното: всяка от тях се свързва към тази дълга нишка в едно място, и после има друга половина, която се свързва с тази дълга нишка на отдалечено място, и събира тези две части на дългата нишка по-близко, така че те може да се залепят заедно. И така крайният ефект е, от тези 250 нишки да се нагъне дългата нишка във формата, която ви трябва, и да наподоби тази форма. Правим това наистина в епруветки. Във всяка малка капка вода има 50 милиарда от тези нишки. Може да ги наблюдавате с микроскоп и да ги видите на повърхосттта. Хубавото нещо е, че ако се промени последователността и заклинанието, се променя само последователността на телбодите. Може да направите молекула, която да изглежда по този начин, която обича да се събира със своите приятели, нали. Много от тях са в действителност доста добри. Ако промените отново заклинанието, ще промените отново последователността. Получавате много хубави 130 нано триъгълника. Ако го направите отново, получавате произволни модели. Така в правоъгълник може да нарисувате модели на Северна и Южна Америка, или думите "ДНК." И така, това е ДНК оригами. Това е един начин. Има много начини,
So then, we think we can do that. One of my first questions doing this was: How can you make an arbitrary shape or pattern out of DNA? I decided to use a type of DNA origami, where you take a long strand of DNA and fold it into whatever shape or pattern you might want. So here's a shape. I actually spent about a year in my home in my underwear, coding, like Linus [Torvalds], in that picture before. This program takes a shape and spits out 250 DNA sequences. These short DNA sequences are what are going to fold the long strand into this shape that we want to make. So you send an e-mail with these sequences in it to a company, and the company pronounces them on a DNA synthesizer, a machine about the size of a photocopier. And they take your e-mail, and every letter in your e-mail, they replace with a 30-atom cluster -- one for each letter, A, T, C and G in DNA. They string them up in the right sequence, and then they send them back to you via FedEx. So you get 250 of these in the mail in little tubes. I mix them together, add a little bit of salt water, and then add this long strand I was telling you about, that I've stolen from a virus. And then what happens is, you heat this whole thing up to about boiling. You cool it down to room temperature, and as you do, those short strands do the following thing: each one of them binds that long strand in one place, and then has a second half that binds that long strand in a distant place, and brings those two parts of the long strand close together so they stick together. So the net effect of all 250 of these strands is to fold the long strand into the shape you're looking for. It'll approximate that shape. We do this for real, in the test tube. In each little drop of water, you get 50 billion of these guys. With a microscope, you can see them on a surface. The neat thing is if you change the sequence and change the spell, just change the sequence of the staples, you can make a molecule that looks like this. And, you know, he likes to hang out with his buddies. A lot of them are actually pretty good. If you change the spell again, you change the sequence again, you get really nice, 130-nanometer triangles. If you do it again, you can get arbitrary patterns. So on a rectangle, you can paint patterns of North and South America, or the words, "DNA."
по които да се правят молекулярни магии използвайки ДНК. Това, което наистина искаме да правим накрая, е да се научим да програмираме самостоятелно аслемблиране, така че да може да построим всичко, нали? Искаме да бъдем в състояние да строим технологични артефакти, които може би ще са добри за света. Искаме да се научим, как да строим биологични артефакти, като хора, и китове, и дървета. И ако това се случи, ако достигнем това ниво на сложност, ако нашата способност да програмираме молекули стане толкова добра, тогава това ще е наистина магия. Много ви благодаря. (Ръкопляскане)
So that's DNA origami. That's one way. There are many ways of casting molecular spells using DNA. What we really want to do in the end is learn how to program self-assembly so we can build anything, right? We want to be able to build technological artifacts that are maybe good for the world. We want to learn how to build biological artifacts, like people and whales and trees. And if it's the case that we can reach that level of complexity, if our ability to program molecules gets to be that good, then that will truly be magic. Thank you very much.