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.
Há uma concepção antiga e universal de que as palavras têm poder, que feitiços existem, e se pudéssemos pronunciar as palavras certas, então, zaz! Viria uma avalanche e varreria os hobbits, certo? É uma idéia muito atraente porque somos preguiçosos, como os aprendizes de bruxo, ou os maiores programadores de computador do mundo. E então, esta idéia nos seduz bastante.
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.
Nós adoramos a idéia de que palavras, quando pronunciadas -- são simplesmente um pouco mais do que simples informação, mas que evocam alguma ação física no mundo real que nos ajuda a trabalhar. E então, é claro, com vários computadores e robôs programáveis por aí, é uma coisa fácil de imaginar. Então, quantos de vocês sabem do que eu estou falando?
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.
Levantem a mão direita. Ok. Quantos de vocês não sabem do que eu estou falando? Levantem a mão esquerda. Ok Certo. Tudo bem. Então foi fácil perceber. Vocês têm computadores imprecisos, ok? Então, o negócio é que este é um tipo diferente de feitiço. Este é um programa de computador feito de zeros e uns. Pode ser pronunciado em um computador. Ele faz algo como isso. O importante é que podemos escrevê-lo em linguagem de alto nível.
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.
Um mago da computação pode escrever isto. Isso pode ser compilado nisso -- em zeros e uns -- e pronunciado por um computador E é isso que faz computadores poderosos: estas linguagens de alto nível que pode ser compilada. E então, eu estou aqui para dizer a vocês, vocês não precisam de um computador para verdadeiramente ter um feitiço. De fato, o que você pode fazer a nível molecular é que se você codifica informação -- codifica um feitiço ou programa como moléculas -- então a Física pode interpretar diretamente aquela informação e executar um programa. É isso o que acontece em 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.
Quando esta sequência de aminoácidos é pronunciado como átomos, essas pequenas letras ficam pegajosas. Ela colapsa em um formato tridimensional que a transforma em uma nanomáquina que na verdade corta DNA. E o que é interessante é que se você muda a sequência, você muda o formato tridimensional. Agora, em vez disso, você pega um grampeador de DNA. Estes são os tipos de programas moleculares que queremos escrever, mas o problema é: não sabemos a linguagem de máquina das proteínas; não temos um 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.
Então entramos pro time das pessoas que tentam fazer feitiços moleculares usando DNA. Usamos DNA porque é mais barato. É mais fácil de usar. É algo que entendemos realmente bem Entemos ele tão bem, de fato, que achamos que podemos na verdade escrever linguagens de programação para DNA e ter os compiladores moleculares. Então, achamos que podemos fazê-lo. E minha primeira pergunta a fazê-lo --
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.
ou uma das minhas perguntas -- era: Como é possível obter do DNA um formato arbitrário ou um padrão? E decidi usar um tipo de origami de DNA, no qual se pega uma fita longa de DNA e a dobra em qualquer forma ou padrão desejado. Este é um formato. Na verdade gastei um ano em casa de cueca, escrevendo cógido, como Linus [Torvalds], naquela figura anterior. E este programa recebe um formato, cospe 250 sequências de DNA. São estas sequências curtas de DNA que vão dobrar a fita longa para obter este formato que queremos. Então você manda um email com estas sequências para uma empresa, o que acontece -- a empresa a pronuncia em um sintetizador de DNA. É uma máquina do tamanho de uma fotocopiadora. E o que acontece é, eles pegam seu email e cada letra em seu email, eles substituem com aglomerados de 30 átomos, um para cada letra, A, T, C e G no DNA. Eles formam a sequência correta,
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.
e depois mandam de volta pra você por SEDEX. Então você pega 250 deles na caixa de correios em tubos pequenos. Eu os misturo, adiciono um pouco de água salgada, e depois adiciono esta fita longa da qual eu falava antes, que roubei de um vírus. O que acontece é, você aquece a coisa inteira até ferver. Você esfria até a temperatura ambiente, e à medida que vai esfriando, o que acontece é que estas fitas curtas, elas fazem o seguinte: cada uma delas se liga à fita longa em um lugar, e depois há uma segunda metade que se liga à fita longa em um lugar distance, e traz as duas partes da fita longa uma pra perto da outra, de forma que elas se grudem.
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.
E então o efeito final de todas essas 250 fitas é dobrar a fita longa no formato que estamos querendo obter; irá se aproximar do formato. Fazemos isto pra valer no tubo de teste. Em cada gota de água temos 50 bilhões desses caras. Você pode olhar com um microscópio e vê-los em uma superfície. E a coisa elegante é que se você muda a sequência e muda o feitiço, você só muda a sequência de grampos. Você pode fazer uma molécula que se parece com isso, e, ela gosta de sair com seus amigos, mesmo. E várias delas são muito boas.
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."
Se você muda o feitiço mais uma vez, você muda a sequência de novo. Obtendo triângulos distintos de 130 nanômetro. Se você repete você obtem padrões arbitrários. Então, em um retângulo você pode pintar padrões de Américas do Norte e do Sul, ou a palavra "DNA". Pois este é o origami de DNA. Isto é uma maneira. Existem muitas
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 lançar feitiços moleculares usando DNA. No fim o que realmente queremos é aprender como programar auto-montagem, para que possamos construir qualquer coisa, certo? Nós queremos ser capazes de construir artefatos tecnológicos que talvez sejam bons para o mundo. Queremos aprender como construir artefatos biológicos, como pessoas, baleias e árvores. E se for o caso de conseguirmos alcançar este nível de complexidade, se nossas habilidades para programar moléculas chegarem a ser tão boas então será verdaderamente mágico. Muitíssimo obrigado.
Thank you very much.
Aplausos
(Applause)