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.
Il y a un ancien concept universel où les mots ont un pouvoir, où les formules magiques existent, et si l'on pouvait seulement prononcer les mots justes, alors, rrrooouuu ! Une avalanche emporterait les hobbits, non ? C'est une idée attrayante parce que nous sommes paresseux, comme l'apprenti sorcier, ou le meilleur programmeur au monde. Et donc, cette idée a beaucoup d'empreinte sur nous.
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.
Nous aimons l'idée que lorsque les mots sont prononcés -- ils sont à peine plus que de l'information pure, mais ils évoquent une action physique dans le monde réel et nous aident à faire quelque chose. Avec la quantité d'ordinateurs programmables et de robots autour de nous c'est une chose facile à imaginer. Combien d'entre vous savent de quoi je parle ?
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.
Levez la main droite. OK. Combien d'entre vous ne savent pas de quoi je parle ? Levez la main gauche. OK. Bon. C'est formidable. C'était beaucoup trop facile. Vous avez des ordinateurs très incertains, OK ? Le fait est que c'est une forme différente de formule magique. C'est un programme d'ordinateur fait de zéros et de uns. Il peut être prononcé par un ordinateur. Il fait quelque chose comme ça. L'important c'est que nous pouvons l'écrire dans un langage de haut niveau.
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 magicien de l'informatique peut écrire ceci. Il peut être compilé en zéros et en uns et prononcé par un ordinateur. C'est ce qui rend les ordinateurs puissants: ces langages de haut niveau qui peuvent être compilés. Je suis donc ici pour vous dire que vous n'avez pas besoin d'un ordinateur pour avoir une formule magique. En fait, ce que vous pouvez faire au niveau moléculaire c'est que si vous encodez de l'information -- vous codez une formule magique ou un programme avec des molécules -- la physique peut ensuite directement interpréter cette information et exécuter un programme. C'est ce qui se passe dans les protéines.
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.
Quand cette séquence d'acides aminés est prononcée avec des atomes, ces petites lettres sont collantes l'une pour l'autre. Elle s'effondre pour former une forme en 3D, ce qui la transforme en une nanomachine capable de couper de l'ADN. La chose intéressante est que si vous changez la séquence, vous changez aussi le pliage en trois dimensions. Ce qui donne une agrafeuse à ADN à la place. Ce sont le genre de de programmes moléculaires que nous voulons être capable d'écrire, mais le problème est que nous ne connaissons pas le langage machine des protéines; nous n'avons pas de compilateur pour les protéines.
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.
J'ai donc rejoint un groupe de personnes qui essayent de créer des formules magiques moléculaires en utilisant de l'ADN. Nous utilisons de l'ADN parce que c'est moins cher. C'est plus facile à manipuler. C'est quelque chose que nous comprenons vraiment bien. En fait nous le comprenons si bien que nous pensons pouvoir écrire des langages de programmation pour l'ADN et avoir des compilateurs moléculaires. Nous pensons pouvoir le faire. Une de mes premières questions en faisant ça
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.
a été : Comment peut-on créer une forme ou un motif arbitraire avec de l'ADN ? J'ai décidé d'utiliser un type d'origami d'ADN, où l'on prend un long brin d'ADN et on le plie dans la forme ou le motif que l'on veut. Voici une forme. J'ai passé environ un an à la maison, en sous-vêtements, à coder, comme Linus [Torvalds], dans la photo précédente. Ce programme prend une forme et recrache 250 séquences d'ADN. Ce sont ces courtes séquences d'ADN qui vont plier le long brin et lui donner la forme que l'on veut créer. Vous envoyez un courriel avec ces séquences à une entreprise, et l'entreprise les prononce sur un synthétiseur d'ADN. C'est une machine de la taille d'un photocopieur. Ils prennent votre courriel et chaque lettre qu'il contient est remplacée par une grappe de 30 atomes, une grappe pour chaque lettre, A, T, C, et G de l'ADN. Ils les ordonnent dans le bon ordre,
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.
et vous les renvoient par FedEx. Vous recevez 250 de ces choses dans de petits tubes dans votre boîtes aux lettres. Je les mélange, j'ajoute un peu d'eau salée, et j'ajoute ce long brin dont je vous parlais, et que j'avais volé à un virus. Ensuite vous chauffez le tout jusqu'à ébulition; Vous le refroidissez à température ambiante et, en se faisant, ces petits brins font la chose suivante : chacun d'eux se lie au long brin à un endroit, et ensuite la seconde moitié se lie plus loin au long brin, et ces deux parties du long brin se rejoignent, de sorte qu'elles soient collées ensemble.
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.
Donc l'action finale de ces 250 brins est de plier le long brin dans la forme que l'on recherche; Cette forme sera approximative. Nous faisons ça dans un tube à essai. Dans chaque petite goute d'eau vous ajoutez 50 milliards de ces machins. Vous pouvez utiliser un microscope pour les voir. Et ce qui est sympathique c'est que si vous changez la séquence et la formule magique, vous changez la séquence des agrafes. Vous pouvez créer une molécule qui ressemble à ça, et, qui aime trainer avec ses potes. Beaucoup d'entre elles ne sont pas mal du tout.
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 vous changez encore la formule magique, vous changez encore la séquence. Vous obtenez de charmants triangles de 130 nanomètres. Si vous recommencez, vous obtenez des motif arbitraires. Sur un rectangle vous pouvez dessiner les motifs de l'Amérique du Nord et du Sud, ou les lettres "DNA." Voilà l'origami d'ADN. C'est une façon de faire. Il y a beaucoup de façons
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 lancer des sorts moléculaires en utilisant l'ADN. Ce que nous voulons vraiment faire au final c'est apprendre à programmer l'auto-assemblage pour pouvoir construire n'importe quoi, voyez-vous ? Nous voulons être capables de construire des artéfacts technologiques qui sont peut-être bons pour le monde. Nous voulons apprendre à construire des artéfacts biologiques, comme les gens, les baleines et les arbres. Et s'il est possible d'atteindre ce niveau de complexité, si notre capacité à programmer des molécules atteint ce niveau, alors ce sera vraiment magique. Merci beaucoup.
Thank you very much.
(Applaudissements)
(Applause)