Paul Rothemund: Casting spells with DNA

المترجم: Yasser Bahjatt المدقّق: Anwar Dafa-Alla

There's an ancient and universal concept that words have power,

هناك مفهوم قديم وعالمى أن للكلمات قوة،

that spells exist,

التي تتهجى الموجود، وإذا أستطعنا نطقها بالطريقة الصحيحة،

and that if we could only pronounce the right words,

then -- whoosh! -- you know, an avalanche would come

عندها، وووش! تعلمون، سيأتي الإنهيار الجليدي

and wipe out the hobbits, right?

ويقضي على الخوارق، صحيح؟ إذاً فهذه فكرة جذابة للغاية

So this is a very attractive idea,

because we're very lazy, like the Sorcerer's Apprentice,

لأننا كسالى جداً، مثل الساحر المتدرب،

or the world's greatest computer programmer.

أو أعظم مبرمج كمبيوتر في العالم.

This idea has a lot of traction with us.

ولذا، لهذه الفكرة الكثير من الجذب معنا.

We love the idea that words, when pronounced,

نحن نحب فكرة أن الكلمات، عندما تنطق --

are little more than pure information,

فانها فقط القليل من المعلومات الصرفة،

but they evoke physical action in the real world

إلا أنها تثير بعض الإجراءات المادية

that helps us do work.

في العالم الحقيقي الذي يساعدنا على القيام بالعمل.

ولذا، بالطبع، مع الكثير من الكمبيوترات المبرمجة

So, of course, with lots of programmable computers

and robots around,

والروبوتات في الجوار، هذا شئ سهل الإلتقاط.

this is an easy thing to picture.

How many of you know what I'm talking about?

إذاً كم منكم هنا يعلمون عن ماذا أتحدث؟

Raise your right hand.

أرفعوا اياديكم. حسناً، كم منكم

How many don't know what I'm talking about?

لا يعلمون عن ماذا أتحدث؟ أرفعوا يدكم اليسرى. حسناً.

Raise your left hand.

صحيح. إذاً هذا عظيم. إذاً كان ذلك سهل للغاية.

So that's great. So that was too easy.

You guys have very insecure computers, OK?

أنتم لديكم كمبيوترات غير مأمونة للغاية، حسناً؟

إذاً الآن، الأمر هو أن هذا نوع مختلف من التهجئة.

So now the thing is, this is a different kind of spell.

This is a computer program made of zeros and ones.

ها هو برنامج كمبيوتر مصنوع من الصفر والواحد.

ويمكن نطقه على الكمبيوتر. وهي يفعل شيئاً كهذا.

It can be pronounced on a computer, does something like this.

الشئ المهم هو أنه يمكننا كتابة لغة عالية المستوى.

The important thing is we can write it in a high-level language.

مبرمج الكمبيوتر الساحر يمكنه كتابة هذا الشئ.

A computer magician can write this thing.

ويمكن ترجمته لهذا -- الى أصفار وواحد --

It can be compiled into zeros and ones and pronounced by a computer.

ويمكن نطقه عبر الكمبيوتر.

And that's what makes computers powerful,

وهذا ما يجعل الكمبيوترات قوية:

these high-level languages that can be compiled.

هذه اللغات العالية المستوى التي يمكن أن تتُرجم.

And so, I'm here to tell you, you don't need a computer

ولذا، أنا هنا لأخبركم، أنكم لا تحتاجون للكمبيوتر

to actually have a spell.

لتحصلوا في الواقع على تهجئة. في الواقع، ما يمكنكم فعله

In fact, what you can do at the molecular level

في المستوى الجزيئي هو أنه يمكنكم ترميز المعلومات--

is that if you encode information --

you encode a spell or program as molecules --

تقومون بالترميز لتهجئة أو برنامج كجزيئ --

then physics can actually directly interpret that information

عندئذ بمستطاع الفيزياء في الواقع تفسير تلك المعلومات

and run a program.

وتشغيل البرنامج. وذلك ما يحدث في البروتينات.

It's what happens in proteins.

When this amino-acid sequence gets pronounced as atoms,

عندما تنتطق هذه السلسلة من الحمض الأميني كذرات،

these little letters are sticky for each other.

هذه الأحرف الصغيرة متلاصقة مع بعضها البعض.

It collapses into a three-dimensional shape that turns it into a nanomachine

وتتجزأ لشكل ثلاثي الأبعاد الذي يحولها الى

that actually cuts DNA.

ماكينة نانو يمكنها في الواقع قطع الحمض النووي.

The interesting thing is that if you change the sequence,

والشئ المثير هو أنه يمكنكم تغيير التسلسل،

you change the three-dimensional folding.

تغيرون الإنطواء ثلاثي الأبعاد.

You get, now, a DNA stapler, instead.

تحصلون الآن على دباسة من الحمض النووي. هذه هي الأنواع

These are the kind of molecular programs we want to be able to write.

من البرامج الجزيئية التي نرغب في المقدرة على كتابتها،

The problem is, we don't know

لكن المشكلة هي، ليس لدينا لغة آلة

the machine language of proteins or have a compiler for proteins.

للبروتينات. وليس لدينا مترجم للبروتينات.

So I've joined a growing band of people

لذا فقد أنضممت لمجموعة من الناس تحاول إنشاء

that try to make molecular spells using DNA.

تهجئة جزيئية بإستخدام الحمض النووي. نحن نستخدم الحمض النووي لأنه أرخض.

We use DNA because it's cheaper, it's easier to handle,

it's something we understand really well --

أصبح من السهل التعامل معه. وهو شئ نفهمه جيداً.

نحن نفهمه جيداً، في الواقع، نحن نعتقد أنه يمكننا في الواقع كتابة

so well, in fact, that we think we can actually write

programming languages for DNA and have molecular compilers.

لغة برمجة للحمض النووي والحصول على مترجمات جزيئية.

So then, we think we can do that.

حتى ذلك الحين ، كنا نعتقد أننا يمكن أن نفعل ذلك--

One of my first questions doing this was:

أو أحد أسئلتي لفعل هذا -- كانت: كيف يمكننا صنع

How can you make an arbitrary shape or pattern out of DNA?

أشكال إعتباطية أو أنماط من الحمض النووي؟ ولقد قررت أن أستخدم

I decided to use a type of DNA origami,

نوع أورغامي من الحمض النووي، حيث تأخذ ضفيرة طويلة من الحمض النووي

where you take a long strand of DNA

and fold it into whatever shape or pattern you might want.

وتثنيها الى أي شكل أو نمط ترغب فيه.

So here's a shape.

إذاً ها هو شكل. في الواقع لقد قضيت حوالي السنة في بيتي،

I actually spent about a year in my home in my underwear, coding,

بملابسي الداخلية، أبرمج، مثل ليونس تورفالدس ، في تلك الصورة السابقة.

like Linus [Torvalds], in that picture before.

This program takes a shape and spits out 250 DNA sequences.

وهذا البرنامج يأخذ شكلاً، مصنوع من 250 تسلسل حمض نووي.

These short DNA sequences are what are going to fold the long strand

هذا التسلسل المختصر للحمض النوي هو ما سنقوم

into this shape that we want to make.

بثنيه لهذا الشكل الذي نريد تشكيله. إذاً تقوم بإرسال رسالة

So you send an e-mail with these sequences in it

مع هذا التسلسل الى الشركة، وما ستفعله --

to a company,

and the company pronounces them on a DNA synthesizer,

الشركة بتحضير النطق على مؤلف الحمض النووي.

a machine about the size of a photocopier.

وهي آلة بحجم آلة النسخ. وما يحدث هو،

And they take your e-mail,

إنها تأخذ الرسالة وكل حرف في رسالتك الإلكترونية،

and every letter in your e-mail, they replace with a 30-atom cluster --

وتقوم بإستبدالها بكتلة 30 ذرة، واحدة لكل حرف،

one for each letter, A, T, C and G in DNA.

A, T, C, و G في الحمض النووي. ويقومون بجمعهم في التسلسل الصحيح،

They string them up in the right sequence,

and then they send them back to you via FedEx.

ويمكنهم إرسالها لكم مجدداً عبر فيديكس.

So you get 250 of these in the mail in little tubes.

وعليه تحصلون على 250 من هذه في البريد في أنابيب صغيرة.

I mix them together, add a little bit of salt water,

أقوم بخلطهم معاً، وأضيف القليل من الماء المالح،

and then add this long strand I was telling you about,

ثم أضيف هذا التسلسل الطويل الذي كنت أخبركم عنه،

that I've stolen from a virus.

وقد سرقته من فيروس. ثم ما يحدث هو،

And then what happens is,

you heat this whole thing up to about boiling.

تقوم بتسخين كل شئ الى درجة الغليان. ثم تبرده

You cool it down to room temperature,

and as you do, those short strands do the following thing:

لدرجة حرارة الغرفة، وبينما تفعل ذلك،

ما يحدث لتلك التسلالات القصيرة، إنها تقوم بالآتي:

each one of them binds that long strand in one place,

يشكل كل واحد منها خيطاً طويلاً في مكان واحد،

and then has a second half that binds that long strand in a distant place,

بعد ذلك لديها شوط ثاني يقوم بتجميع هذا التسلسل الطويل

and brings those two parts of the long strand

في مكان بعيد، ويجمع الجزئين في تسلسل طويل

close together so they stick together.

قريب جداً، بحيث تلتصق ببعضها البعض.

So the net effect of all 250 of these strands

ولذا فأن التأثير الصافي لكل تلك ال 250 تسلسل هو تشكيل

is to fold the long strand into the shape you're looking for.

التسلسل الطويل الى الشكل الذي ترغب فيه.

It'll approximate that shape.

إنها تقريباً ذلك الشكل. نقوم بهذا حقاً في أنابيب الإختبار.

We do this for real, in the test tube.

In each little drop of water, you get 50 billion of these guys.

في كل قطرة ماء تحصلون على 50 مليار من تلك الأشياء.

With a microscope, you can see them on a surface.

يمكنكم النظر عبر المايكروسكوب ورؤيتهم على السطح.

The neat thing is if you change the sequence and change the spell,

والشئ الأنيق هو أنك إذا غيرت التسلسل

فإنه يغير التهجئة، تقوم أنت فقط بتغيير تسلسل الإملاء.

just change the sequence of the staples,

you can make a molecule that looks like this.

يمكنك صنع جزيئ يبدو كهذا، و تعلمون،

And, you know, he likes to hang out with his buddies.

إنه يحب الإجتماع مع أصدقائه، حسناً.

A lot of them are actually pretty good.

والكثير منهم في الواقع جيدين للغاية.

If you change the spell again, you change the sequence again,

وإذا غيّرت التهجئة مرة أخرى ، يمكنك تغيير التسلسل مجدداً.

you get really nice, 130-nanometer triangles.

تحصولن على مثلثات حجمها 130 نانو متراً جميلة. إذا قمتم بفعلها مجدداً،

If you do it again,

you can get arbitrary patterns.

يمكنكم الحصول على أنماط إعتباطية. إذاً على المستطيل

So on a rectangle, you can paint patterns of North and South America,

يمكنكم رسم أنماط لأمريكا الشمالية والجنوبية، أو الحروف " DNA".

or the words, "DNA."

So that's DNA origami. That's one way.

إذاً فنوع أورغامي من الحمض النووي. هذه طريقة واحدة. هناك طرق أخرى،

There are many ways of casting molecular spells using DNA.

للحصول على تهجئة بإستخدام الحمض النووي.

What we really want to do in the end

ما نريد فعله حقاً في النهاية هو أن نتعلم كيفية برمجة

is learn how to program self-assembly so we can build anything, right?

التجميع الذاتي بحيث يمكننا بناء أي شئ، صحيح؟

We want to be able to build technological artifacts

نريد أن نقدر على بناء تحف تكنلوجية

that are maybe good for the world.

التي قد تكون جيدة للعالم. نرغب في تعلم

We want to learn how to build biological artifacts,

كيفية بناء تحف بيولوجية، مثل الناس والحيتان والأشجار.

like people and whales and trees.

And if it's the case that we can reach that level of complexity,

واذا كان الحال أننا يمكن أن تصل إلى هذا المستوى من التعقيد،

if our ability to program molecules gets to be that good,

إذا كانت مقدرتنا على برمجة الجزيئات تصل لذلك المستوى الجيد،

then that will truly be magic.

عندها ستكون حقيقة سحر. شكراً جزيلاً لكم.

Thank you very much.

(تصفيق)

(Applause)