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.
Hay un concepto universal y muy antiguo que las palabras tienen poder, que los hechizos existen, y que si pudiéramos pronunciar las palabras adecuadas, entonces, ¡pum! Vendría una avalancha y aniquilaría a los hobbits, ¿correcto? Entonces ésta es una idea muy atractiva porque somos flojos, como el aprendiz de hechicero, o el mejor programador de computadoras del mundo. Y entonces, esta idea nos ha impulsado.
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.
Amamos la idea de que las palabras, al ser pronunciadas -- sólo son poco más que información, pero evocan una acción física en el mundo real que nos ayuda a realizar un trabajo. Y entonces, desde luego, con muchas computadoras programables y robots alrededor, esto es algo fácil de imaginar. ¿Cuántos de ustedes saben de lo que estoy hablando?
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.
Levanten su mano derecha. Bien. ¿Cuántos de ustedes no saben de lo que estoy hablando? Levanten su mano izquierda. Bien. Bueno, Eso es genial. Fue muy fácil. Ustedes tienen computadoras muy inseguras, Entonces, la cuestión es que este es un tipo distinto de hechizo. Este es un programa hecho con ceros y unos. Puede ser pronunciado en una computadora. Hace algo como esto. Lo importante es que podemos escribir en un lenguaje de alto nivel.
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.
Un mago de las computadoras puede escribir esto. Que se puede compilar en esto --en ceros y unos-- y se puede pronunciar por una computadora. Y eso es lo que hace a las computadoras poderosas: estos lenguajes de alto nivel pueden compilarse. Entonces, estoy aquí para decirles que no necesitan una computadora para hacer un hechizo. De hecho, lo que pueden hacer a nivel molecular es que si codifican información -Codifican un hechizo o programa como moléculas- entonces la física puede interpretar esa información directamente y correr el programa. Eso es lo que ocurre en las proteínas.
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.
Cuando esta secuencia de aminoácidos se pronuncia como átomos, estas pequeñas letras son pegajosas entre ellas. Se colapsa en una estructura tridimensional que los convierte en una nanomáquina que realmente corta el ADN. Y lo interesante es que si cambias la secuencia, cambias la forma tridimensional. Y en su lugar obtienes una "engrapadora" de ADN. Estos son los tipos de programas moleculares que queremos ser capaces de escribir, pero el problema es, que no sabemos el lenguaje de máquina de las proteínas; no tenemos un compilador para proteínas.
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.
Así que me uní al creciente grupo de personas que intentan hacer hechizos moleculares usando ADN. Usamos ADN porque es más barato. Es más fácil de manejar. Es algo que entendemos muy bien. Lo entendemos tan bien, de hecho, que pensamos que podemos realmente escribir lenguajes de programación para ADN y tener compiladores moleculares. Entonces, pensamos que podemos hacerlo. Y mi primera pregunta al hacerlo
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.
-o una de mis preguntas al hacerlo- era: ¿Cómo puedes hacer una forma arbitraria o un patrón con ADN? Y decidí usar algo como origami de ADN, donde tomas una hebra larga de ADN y la doblas en la forma o patrón que quieras. Aquí hay una figura. De hecho pasé como un año en mi casa, en ropa interior, codificanto, como Linus [Torvalds], en la imagen anterior. Y este programa toma la figura, arroja 250 secuencias de ADN. Estas como secuencias de ADN son lo que doblarán la cadena larga en la forma que queremos hacer. Así que envías un e-mail con estas secuencias a una compañía, y lo que hace -la compañía los pronuncia en un sintetizador de ADN Es una máquina como del tamaño de una fotocopiadora. Y lo que ocurre es, que toman tu e-mail y cada letra en tu e-mail la reemplazan con un grupo de 30 átomos, uno para cada letra, A, T, C y G en ADN. Los alinean en la secuencia correcta,
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.
y luego te los envían de vuelta por paquetería. Así obtienes 250 de estos por correo en pequeños tubos, los mezclas, agregas un poco de agua con sal, y luego agregas esta cadena larga de las que les hablé, que robamos de un virus. Y lo que ocurre entonces es, que calientas todo esto casi ebullendo. Lo enfrías a temperatura ambiente, y mientras lo haces, lo que ocurre es que las pequeñas cadenas, hacen lo siguiente: cada una de ellas une la hebra larga en un lugar, luego tiene una segunda mitad que se une a la hebra larga en un lugar distante, y junta las dos partes de la hebra larga para que se puedan unir.
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.
Y entonces el efecto total de las 250 de estas hebras es que doblan la hebra larga en la figura que buscabas; Aproximando esa figura. Lo hacemos de verdad en tubos de ensayo. En cada pequeña gota de agua obtienes 50 billones de estos chicos. Puedes verlos con un microscopio y observarlos en una superficie. Y lo mejor es que si cambias la secuencia y cambias el hechizo, puedes cambiar la secuencia de los "ganchos" Puedes hacer una molécula que sea como esto, y, saben, le gusta estar con sus amigos. Y muchos de ellos son bastante buenos.
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."
Si cambias el hechizo otra vez, cambias la secuencia otra vez. Obtienes triángulos de 130 nanómetros muy bonitos. Si lo haces nuevamente, Puedes obtener patrones arbitrarios. Así en un rectángulo puedes trazar patrones de norte y sur-américa, o las palabras "DNA." Entonces eso es origami de ADN. Es una forma, hay muchas formas,
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.
de lanzar hechizos moleculares usando ADN. Lo que queremos hacer al final es aprender cómo programar auto-ensamblaje para que podamos construir cualquier cosa, ¿correcto? Queremos ser capaces de construir artefactos tecnológicos que tal vez sean buenos para el mundo. Queremos aprender cómo construir artefactos biológicos, como personas y ballenas y árboles. Y si es el caso de que podemos alcanzar ese nivel de complejidad, si nuestra habilidad para programar moléculas se vuelve así de buena, entonces eso será realmente magia. Muchas gracias.
Thank you very much.
(Aplausos)
(Applause)