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.
Postoji drevni i univerzalni koncept da riječi imaju moć, da čarolije postoje, te ako bismo mogli izgovoriti prave riječi, onda - buuuum! Znate već, lavina bi nastala i uništila hobite, ne? To je, dakle, vrlo privlačna ideja zato što smo lijeni, kao čarobnjakov šegrt, ili najbolji računalni programer na svijetu. Stoga, ova ideja nam je iznimno privlačna.
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.
Obožavamo pomisao da riječi, kad ih se izgovori -- nisu samo čiste informacije, već da uzrokuju neku fizičku akciju u stvarnom svijetu koja nam pomaže u radu. Zato, dakako, uz velik broj računala i robota koje možemo programirati, to je vrlo lako zamisliti. Koliko vas zna o čemu govorim?
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.
Podignite desnu ruku. OK. Koliko vas ne zna o čemu govorim? Podignite lijevu ruku. OK. U redu. To je odlično. Ovo je bilo prelako. Vi svi imate slabu zaštitu na računalima, OK? Ovo je potpuno drugačija vrsta čarolije. Ovo je računalni program napravljen od nula i jedinica. Može se "izgovoriti" u računalu. Rezultat je nešto poput ovoga. Bitno je da ga možemo napisati u programskom jeziku visoke razine.
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.
Računalni čarobnjak može napisati ovakvo nešto. To se može prevesti u ovo -- u nule i jedinice -- i "izgovoriti" u računalu. I to je ono što čini računala moćnima: ovi jezici visoke razine koje je moguće prevesti. Dakle, želim vam reći da ne trebate računalo da biste imali čarolije. Zapravo, ono što možete napraviti na molekularnoj razini je da ako kodirate informacije -- kodirate čaroliju ili program, kao molekule -- tada fizika direktno prevodi te informacije i pokreće program. To je ono što se događa u proteinima.
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.
Kada se ovaj niz amino-kiselina "izgovori" pomoću atoma, ova mala slova su "ljepljiva" jedna za druge. Urušava se u trodimenzionalni oblik koji se pretvara u nano-stroj koji zapravo reže DNK. Ali zanimljiva stvar je da ako promjenite niz, mijenjate i trodimenzionalno savijanje. Sada dobijate DNK spajalicu. Takve molekularne programe želimo naučiti pisati, ali problem je što ne znamo strojni jezik proteina; nemamo prevoditelj za proteine.
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.
Zato sam se pridružio sve većoj skupini ljudi koji pokušavaju izvoditi molekularne čarolije pomoću DNK. Mi DNK koristimo zato što je jeftiniji, jednostavniji je za rukovanje. To je nešto što razumijemo stvarno dobro. Zapravo, razumijemo ga tako dobro, da mislimo da možemo napisati programske jezike za DNK i imati molekularne prevoditelje. Dakle, mi mislimo da to možemo. Kad sam počeo s ovim, moje prvo pitanje
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.
ili jedno od mojih pitanja -- bilo je: Kako možemo napraviti proizvoljan oblik ili uzorak pomoću DNK? Odlučio sam koristiti svojevrstan DNK origami, u kojem uzmete dugački dio DNK i savijete ga u oblik ili uzorak koji želite. Evo jedan oblik. Zapravo sam proveo godinu dana kod kuće, u donjem rublju i programirao kao Linus [Torvalds] na prethodnoj slici. Ovaj program poprimi oblik i "ispljune" 250 DNK sekvenci. Ove kratke DNK sekvence su ono što će saviti dugačku nit u oblik koji želimo napraviti. Dakle, pošaljete e-mail sa ovim sekvencama kompaniji koja onda "izgovori" tu sekvencu na DNK sintetizatoru. To je stroj velik poput foto-kopirnog uređaja. A ono što se dogodi jest da oni uzmu svako slovo iz vašeg emaila i zamjene ga za skupom od 30 atoma, jedan skup za svako slovo, A, T, C i G u DNK. Tada ih nanižu u odgovarajući niz
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.
i pošalju nazad poštom. Znači, dobijete ih 250 poštom, u malim epruvetama. Pomiješam ih, dodam malo slane vode, i tada dodam ovaj dugački niz o kojem sam vam govorio, a koji sam ukrao od jednog virusa. Sljedeće što se dogodi jest da sve to grijete do ključanja. Ohladite do sobne temperature, a za vrijeme hlađenja oni kratki nizovi čine sljedeću stvar: svaki od njih veže onaj dugački niz na jednom mjestu, a tada druga polovica veže taj dugački niz na udaljenom mjestu te ih približi jedan drugome i tako ih veže.
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.
Ukupan učinak svih 250 kratkih nizova jest da saviju dugački niz u oblik koji želite; napravit će aproksimaciju tog oblika. To stvarno činimo u epruvetama. U svakoj kapljici vode dobijete 50 milijardi ovih malih oblika. Možete pogledati kroz mikroskop i vidjeti ih na površini. Zgodno je da ako promjenite sekvencu i tako promijenite čaroliju, promjenit ćete i sekvencu spajalica. Možete napraviti molekulu koja izgleda ovako, a znate, on se voli družiti sa svojim prijateljima. A mnogi od njih su zapravo jako dobri.
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."
Ako još jednom promijenite čaroliju, opet mijenjate sekvencu. Dobijete stvarno lijepe 130 nanometarske trokute. Ako to učinite opet, možete dobiti proizvoljne oblike. Tako na pravokutniku možete slikati uzorke Sjeverne i Južne Amerike ili riječ "DNA". Dakle to je DNK origami. To je jedan način. Postoji mnogo načina
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.
za izvođenje molekularnih čarolija pomoću DNK. Ono što želimo na kraju naučiti jest kako programirati samo-spajanje tako da možemo graditi bilo što, zar ne? Žeimo biti u stanju graditi tehnološke artefakte koji mogu biti dobri za svijet. Želimo naučiti kako graditi biološke artefakte poput ljudi, kitova i drveća. A ako je slučaj da stvarno možemo doći do te razine kompleksnosti, ako naša mogućnost za programiranje molekula postane tako dobra, tada će to stvarno biti čarolija. Hvala lijepo.
Thank you very much.
(pljesak)
(Applause)