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.
Ada konsep kuno dan universal yang mengatakan bahwa kata-kata memiliki kekuatan, yaitu mantra "sihir", dan jika kita mengucapkan kata-kata yang tepat kemudian, wuss! Bola salju itu akan menggelinding dan memusnahkan para hobbit, betul? Ide ini sangat menarik karena kita sangat malas, seperti murid penyihir atau perancang program komputer paling hebat sedunia. Jadi, ide ini bukan ide asing dalam kehidupan kita.
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.
Kita menyukai ide, dimana ketika kata-kata diucapkan -- kata-kata itu tidak sekedar menjadi informasi belaka, tetapi juga membangkitkan reaksi fisik di dunia nyata, yang membantu kita untuk berkarya. Jadi, tentunya, dengan banyaknya komputer yang bisa diprogram dan robot di sekitar kita, ini adalah hal yang mudah untuk dibayangkan. Jadi, berapa diantara kalian yang tahu apa yang sedang saya katakan?
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.
Angkat tangan kanan Anda! Baiklah. Berapa diantara kalian yang tidak mengerti apa yang saya katakan? Angkat tangan kiri Anda. Baik. Baik. Itu terlalu gampang. Kalian memiliki komputer yang sangat tidak aman, bukan? Jadi sekarang, ini adalah mantra yang berbeda. Ini adalah program komputer yang terdiri dari angka nol dan satu. Program ini dapat diterjemahkan di komputer. Seperti ini. Yang penting adalah kita bisa menulis bahasa tingkat tinggi.
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.
Seorang penyihir komputer bisa menulisnya. Dan bisa diuraikan menjadi angka nol dan satu dan diterjemahkan oleh komputer. Dan inilah yang membuat komputer menjadi hebat: bahasa tingkat tinggi yang bisa disusun. Jadi, saya di sini untuk memberi tahu bahwa Anda tidak butuh sebuah komputer untuk memiliki mantra. Pada kenyataannya, yang bisa Anda lakukan pada tingkat molekuler adalah jika Anda menyusun kode informasi -- Anda membuat mantra atau program sebagai molekul -- dan fisika bisa menginterpretasikannya sebagai informasi dan menjalankan sebuah program. Itulah yang terjadi pada protein.
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.
Ketika urutan asam amino diterjemahkan sebagai atom, huruf - huruf kecil ini terlekatkan satu sama lain. Kemudian membentuk bentuk tiga dimensi yang berubah menjadi mesin nano yang memotong DNA. Yang menarik adalah jika Anda mengubah urutannya, Anda mengubah lipatan tiga - dimensinya. Sekarang Anda mendapat DNA berbentuk stepler. Ini adalah program molekuler yang ingin kita buat, tapi masalahnya, kita tidak tahu bahasa mesin dari protein; kita tidak mempunyai mesin penyusun protein.
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.
Jadi saya bergabung dengan orang - orang yang mencoba membuat mantra molekuler dengan DNA. Kita menggunakan DNA karena lebih murah. Lebih mudah ditangani. Ini adalah sesuatu yang sangat kita mengerti. Kita sangat memahaminya sehingga kita berpikir bahwa kita bisa menulis bahasa program untuk DNA dan memiliki penyusun molekul. Jadi, kita berpikir kita bisa melakukannya. Dan pertanyaan pertama saya adalah --
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.
atau salah satu pertanyaan saya adalah bagaimana cara membuat sebuah bentuk atau pola dari DNA? Dan saya memutuskan untuk membuat sebuah origami DNA, dimana Anda mengambil seutas panjang DNA dan melipatnya menjadi bentuk atau pola apapun yang diinginkan. Inilah sebuah bentuk. Saya menghabiskan waktu setahun di rumah, menulis kode hanya mengenakan pakaian dalam, seperti Linus [Torvalds], dalam gambar sebelumnya. Dan program ini menghasilkan 250 urutan DNA. Urutan DNA pendek ini yang akan kita gunakan untuk melipat utasan panjang tadi menjadi bentuk yang ingin kita buat. Jadi Anda mengirim surat elektronik dengan urutan ini ke sebuah perusahaan, dan perusahaan itu menerjemahkannya dengan pembuat DNA. Ini adalah mesin sebesar mesin fotokopi. Dan yang terjadi adalah, untuk setiap huruf di surat elektronik Anda, mereka menggantinya dengan gugus yang terdiri dari 30 atom, satu untuk setiap huruf, A,T,C, dan G di DNA. Mereka menyusunnya dalam urutan yang benar,
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.
dan mereka mengirimnya kepada Anda dengan FedEx. Anda mendapat 250 urutan ini di dalam botol yang dikirim lewat pos. Saya mencampurnya, menambah sedikit air garam, dan menambah utasan DNA panjang tadi, yang saya curi dari virus. Kemudian, Anda panaskan semuanya sampai mendidih. Lalu Anda dinginkan sampai suhu ruangan, apa yang terjadi pada utasan pendek adalah: setiap utasan pendek mengikat utasan panjang di satu tempat, dan setengah bagiannya mengikat utasan panjang di tempat yang jauh, mendekatkan dua bagian dari utasan panjang agar mereka menempel.
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.
Jadi 250 utasan pendek ini melipat utasan panjang menjadi bentuk yang Anda cari; memperkirakan bentuknya. Kita mempraktekkannya dalam tabung percobaan. Di setiap tetes air Anda bisa mendapatkan 50 milyar bentuk ini. Anda bisa melihatnya dengan mikroskop. Dan yang keren adalah jika Anda mengubah urutan dan mantranya, Anda mengubah urutan dari steplernya. Anda bisa membuat molekul yang terlihat seperti ini, dan tahukah Anda, dia suka berkumpul dengan teman - temannya. Dan kebanyakan dari mereka cukup bagus.
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."
Jika Anda mengubah mantranya lagi, Anda mengubah urutannya lagi. Anda bisa mendapat segitiga seukuran 130 nanometer. Jika Anda melakukannya lagi, Anda bisa mendapatkan pola yang berbeda - beda. Jadi pada sebuah segi empat Anda bisa membuat pola Amerika Utara dan Selatan, atau huruf "DNA." Jadi ini adalah origami DNA. Ini adalah salah satu cara. Ada banyak cara
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.
untuk merapal mantra molekuler menggunakan DNA. Pada akhirnya apa yang ingin kita lakukan adalah belajar memprogram proses perakitan mandiri supaya kita bisa membuat apa seja. Kita ingin bisa membuat artifak teknologi yang mungkin baik bagi dunia. Kita ingin belajar bagaimana membuat artifak biologi, seperti manusia dan ikan paus dan pohon - pohon. Dan bila kita bisa mencapai tingkat kesulitan seperti itu jika kemampuan kita untuk memprogram molekul bisa sebagus itu, ini benar - benar sebuah sihir. Terima kasih banyak.
Thank you very much.
(Tepuk tangan)
(Applause)