Paul Rothemund: The astonishing promise of DNA folding

Paul Rothemund habla en detalle sobre plegamiento de ADN

Traductor: Alex Alonso Revisor: Gisela Giardino

So, people argue vigorously about the definition of life.

Hay una discusión acalorada entre la gente sobre la definición de la vida.

They ask if it should have reproduction in it, or metabolism, or evolution.

Se preguntan si debería incluir la reproducción, o el metabolismo, o la evolución.

And I don't know the answer to that, so I'm not going to tell you.

Y no sé la respuesta a esto, así que no se los diré.

I will say that life involves computation.

Diré que la vida implica computación.

So this is a computer program.

Esto es un programa de computadora.

Booted up in a cell, the program would execute,

Arrancado en una célula, el programa se ejecutaría

and it could result in this person;

y podría resultar en esta persona

or with a small change, it could result in this person;

o con un pequeño cambio, en esta persona

or another small change, this person;

-otro pequeño cambio- esta persona,

or with a larger change, this dog,

o un cambio más grande, este perro

or this tree, or this whale.

o este árbol, o esta ballena.

So now, if you take this metaphor

Entonces, si tomas en serio esta metáfora

[of] genome as program seriously,

el genoma es un programa,

you have to consider that Chris Anderson

debes considerar que Chris Anderson

is a computer-fabricated artifact, as is Jim Watson,

es un artefacto fabricado por computadora, como lo es Jim Watson,

Craig Venter, as are all of us.

Craig Venter, y como todos nosotros.

And in convincing yourself that this metaphor is true,

Y al convencerte a ti mismo de que esta metáfora es cierta,

there are lots of similarities between genetic programs

hay muchas similitudes entre los programas genéticos

and computer programs that could help to convince you.

y los programas de computadora que podrían ayudar a convencerte.

But one, to me, that's most compelling

Pero uno que para mi es el más convincente

is the peculiar sensitivity to small changes

es la particular sensibilidad a pequeños cambios

that can make large changes in biological development -- the output.

que pueden causar cambios grandes al producir desarrollo biológico.

A small mutation can take a two-wing fly

Una pequeña mutación puede tomar una mosca de dos alas

and make it a four-wing fly.

y convertirla en una mosca de cuatro alas.

Or it could take a fly and put legs where its antennae should be.

O podría tomar una mosca y ponerle patas donde deberían estar sus antenas.

Or if you're familiar with "The Princess Bride,"

O si están familiarizados con "La Princesa Prometida,"

it could create a six-fingered man.

podría crear un hombre con seis dedos.

Now, a hallmark of computer programs

Ahora, algo distintivo de los programas de computadora

is just this kind of sensitivity to small changes.

es justamente este tipo de sensibilidad a pequeños cambios.

If your bank account's one dollar, and you flip a single bit,

Si tu cuenta bancaria tiene un dolar y cambias un solo bit,

you could end up with a thousand dollars.

podrías terminar con mil dólares.

So these small changes are things that I think

Estos cambios pequeños son cosas que pienso que

that -- they indicate to us that a complicated computation

nos indican que hay una complicada computación

in development is underlying these amplified, large changes.

en desarrollo por debajo de estos cambios grandes amplificados.

So now, all of this indicates that there are molecular programs underlying biology,

Entonces, todo esto indica que hay programas moleculares por debajo de la biología,

and it shows the power of molecular programs -- biology does.

y esto muestra el poder de los programas moleculares, que la biología hace.

And what I want to do is write molecular programs,

Y lo que quiero hacer es escribir programas moleculares,

potentially to build technology.

para, potencialmente, desarrollar tecnología.

And there are a lot of people doing this,

Y hay mucha gente haciendo esto,

a lot of synthetic biologists doing this, like Craig Venter.

muchos biólogos sintéticos haciendo esto como Craig Venter

And they concentrate on using cells.

y se concentran en usar células.

They're cell-oriented.

Están enfocados en las células.

So my friends, molecular programmers, and I

Entonces, amigos, los programadors moleculares y yo,

have a sort of biomolecule-centric approach.

tenemos un enfoque centrado en las biomoléculas.

We're interested in using DNA, RNA and protein,

Nos interesa usar ADN, ARN y proteínas

and building new languages for building things from the bottom up,

y construir nuevos lenguajes para construir cosas desde cero,

using biomolecules,

usando biomoléculas,

potentially having nothing to do with biology.

potencialmente teniendo nada que ver con la biología.

So, these are all the machines in a cell.

Entonces, éstas son todas las máquinas en una célula.

There's a camera.

Ahí hay una cámara.

There's the solar panels of the cell,

Ahí los paneles solares de la célula,

some switches that turn your genes on and off,

algunos interruptors que encienden y apagan sus genes,

the girders of the cell, motors that move your muscles.

las vigas de la célula, motores que mueven sus músculos.

My little group of molecular programmers

Mi pequeño grupo de programadores moleculares

are trying to refashion all of these parts from DNA.

están intentando rehacer todas estas partes de ADN.

We're not DNA zealots, but DNA is the cheapest,

No somos fanáticos del ADN, pero el ADN es el material más barato,

easiest to understand and easy to program material to do this.

más fácil de comprender y fácil de programar con el que podemos hacerlo.

And as other things become easier to use --

Y mientras otras cosas se vuelven más fáciles de usar

maybe protein -- we'll work with those.

-tal vez proteínas- trabajaremos con esos.

If we succeed, what will molecular programming look like?

Si tenemos éxito, ¿cómo se verá la programación molecular?

You're going to sit in front of your computer.

Te sentarás enfrente de tu computadora.

You're going to design something like a cell phone,

Diseñarás algo como un teléfono celular,

and in a high-level language, you'll describe that cell phone.

y en un lenguaje de alto nivel, describirás el teléfono celular.

Then you're going to have a compiler

después necesitarás tener un compilador

that's going to take that description

que tomará esa descripción

and it's going to turn it into actual molecules

y lo convertirá en moléculas reales

that can be sent to a synthesizer

que pueden enviarse a un sintetizador

and that synthesizer will pack those molecules into a seed.

y ese sintetizador las empaquetará en una semilla.

And what happens if you water and feed that seed appropriately,

Y lo que pasará si riegas y cuidas esa semilla adecuadamente,

is it will do a developmental computation,

es que hará "computación del desarrollo",

a molecular computation, and it'll build an electronic computer.

computación molecular, y construirá una computadora electrónica.

And if I haven't revealed my prejudices already,

Y si no he revelado mis prejuicios todavía,

I think that life has been about molecular computers

creo que la vida se ha tratado sobre computadoras moleculares

building electrochemical computers,

construcción de computadoras electroquímicas

building electronic computers,

construcción de computadoras electrónicas

which together with electrochemical computers

que junto con las computadoras electroquímicas,

will build new molecular computers,

construirán nuevas computadoras moleculares

which will build new electronic computers, and so forth.

que construirán nuevas computadoras electrónicas y así.

And if you buy all of this,

Y si caen en todo esto,

and you think life is about computation, as I do,

y piensan que la vida se trata de computación, como yo,

then you look at big questions through the eyes of a computer scientist.

entonces ustedes ven las grandes preguntas como un informático teórico.

So one big question is, how does a baby know when to stop growing?

Entonces, una gran pregunta es, ¿cómo sabe un bebé cuándo dejar de crecer?

And for molecular programming,

Y para un programador molecular,

the question is how does your cell phone know when to stop growing?

la pregunta es ¿cómo sabe tu celular cuándo dejar de crecer?

(Laughter)

(Risas)

Or how does a computer program know when to stop running?

O ¿cómo sabe un programa de computadora cuándo dejar de correr?

Or more to the point, how do you know if a program will ever stop?

O más apropiado, ¿cómo sabes si un programa alguna vez se detendrá?

There are other questions like this, too.

Hay otras preguntas como éstas, también.

One of them is Craig Venter's question.

Una de ellas es la pregunta de Craig Venter.

Turns out I think he's actually a computer scientist.

Resulta que él piensa como un informático teórico.

He asked, how big is the minimal genome

Preguntó ¿cuán grande es el genoma mínimo

that will give me a functioning microorganism?

que me dará un micro-organismo funcional?

How few genes can I use?

¿Qué tan pocos genes puedo usar?

This is exactly analogous to the question,

Esto es exactamente análogo a la pregunta,

what's the smallest program I can write

¿cuál es el programa más pequeño que puedo escribir

that will act exactly like Microsoft Word?

que actuará exactamente como Microsoft Word?

(Laughter)

(Risas)

And just as he's writing, you know, bacteria that will be smaller,

Y así como él está escribiendo, saben, bacterias que serán más pequeñas,

he's writing genomes that will work,

está escribiendo genomas que funcionarán,

we could write smaller programs

podríamos escribir programas más pequeños

that would do what Microsoft Word does.

que harían lo que hace Microsoft Word.

But for molecular programming, our question is,

Pero para la programación molecular, nuestra pregunta es,

how many molecules do we need to put in that seed to get a cell phone?

¿cuántas moléculas necesitamos poner en esa semilla para obtener un teléfono celular?

What's the smallest number we can get away with?

¿cuál es el número más pequeño con el que podemos conseguirlo?

Now, these are big questions in computer science.

Ahora, éstas son grandes preguntas en la ciencia de la computación.

These are all complexity questions,

Todas estas son preguntas sobre complejidad

and computer science tells us that these are very hard questions.

y la ciencia de la computación nos dice que éstas son preguntas muy difíciles.

Almost -- many of them are impossible.

Casi - muchas de ellas son imposibles.

But for some tasks, we can start to answer them.

Pero para algunas tareas, podemos empezar a responderlas.

So, I'm going to start asking those questions

Así que empezaré a preguntar esas preguntas

for the DNA structures I'm going to talk about next.

para las estructuras de ADN de las que hablaré a continuación.

So, this is normal DNA, what you think of as normal DNA.

Entonces, esto es ADN normal, lo que piensan como ADN normal.

It's double-stranded, it's a double helix,

Son dos hebras, es una doble hélice,

has the As, Ts, Cs and Gs that pair to hold the strands together.

tienes las A, T, C y G que se emparejan para mantener las dos hebras juntas.

And I'm going to draw it like this sometimes,

Y a veces lo dibujaré así,

just so I don't scare you.

para no asustarles.

We want to look at individual strands and not think about the double helix.

Queremos ver las hebras individuales y no pensar en la doble hélice.

When we synthesize it, it comes single-stranded,

Cuando lo sintetizamos, viene en una hebra,

so we can take the blue strand in one tube

así que podemos tomar la hebra azul en un tubo

and make an orange strand in the other tube,

y hacer una anaranjada en el otro

and they're floppy when they're single-stranded.

y están guangas cuando son de una hebra.

You mix them together and they make a rigid double helix.

Las mezclas y hacen una doble hélice rígida.

Now for the last 25 years,

Durante los últimos 25 años,

Ned Seeman and a bunch of his descendants

Ned Seeman y un grupo de sus descendientes

have worked very hard and made beautiful three-dimensional structures

han trabajado muy duro y han hecho unas hermosas estructuras tridimensionales

using this kind of reaction of DNA strands coming together.

usando este tipo de reacción de hebras de ADN que se juntan.

But a lot of their approaches, though elegant, take a long time.

Pero muchos de sus enfoques, aunque elegantes, toman mucho tiempo.

They can take a couple of years, or it can be difficult to design.

Pueden tomar un par de años o ser difíciles de diseñar.

So I came up with a new method a couple of years ago

Así que se me ocurrió un nuevo método hace un par de años

I call DNA origami

lo llamo origami de ADN

that's so easy you could do it at home in your kitchen

es tan facil que lo pueden hacer en la cocina de sus casas

and design the stuff on a laptop.

y diseñarlo en una laptop.

But to do it, you need a long, single strand of DNA,

Pero para hacerlo, necesitan una hebra individual de ADN,

which is technically very difficult to get.

lo que es técnicamente difícil de conseguir.

So, you can go to a natural source.

Así que pueden ir a una fuente natural.

You can look in this computer-fabricated artifact,

Pueden ver en este artefacto hecho por computadora

and he's got a double-stranded genome -- that's no good.

y tiene un genoma de doble hebra, eso no es bueno.

You look in his intestines. There are billions of bacteria.

Si ven en sus intestinos. Hay billones de bacterias.

They're no good either.

Tampoco son buenas.

Double strand again, but inside them, they're infected with a virus

Doble hebra otra vez, pero dentro de ellas, están infectadas con un virus

that has a nice, long, single-stranded genome

eso es bueno, un genoma largo de una sola hebra

that we can fold like a piece of paper.

que podemos doblar como una pieza de papel,

And here's how we do it.

y así es como lo hacemos.

This is part of that genome.

Esto es parte de ese genoma.

We add a bunch of short, synthetic DNAs that I call staples.

Agregamos un puñado de ADN sintético corto que llamo "ganchos".

Each one has a left half that binds the long strand in one place,

Cada uno tiene una parte sobrante que une la cadena larga en un punto,

and a right half that binds it in a different place,

y una mitad derecha que la une en un punto distinto

and brings the long strand together like this.

y acerca la cadena larga así.

The net action of many of these on that long strand

La acción neta de varios de estos ganchos en la hebra larga

is to fold it into something like a rectangle.

es que lo pliega en un tipo de rectángulo.

Now, we can't actually take a movie of this process,

Ahora, no podemos hacer una película de este proceso,

but Shawn Douglas at Harvard

pero Shawn Douglas en Harvard

has made a nice visualization for us

nos ha hecho una buena visualización

that begins with a long strand and has some short strands in it.

que comienza con una cadena larga y que tiene algunas hebras cortas.

And what happens is that we mix these strands together.

Y lo que ocurre es que mezclamos estas hebras.

We heat them up, we add a little bit of salt,

Las calentamos, agregamos un poco de sal,

we heat them up to almost boiling and cool them down,

las calentamos hasta casi hervir y las enfriamos,

and as we cool them down,

y mientras las enfriamos,

the short strands bind the long strands

las cadenas cortas unen las hebras largas

and start to form structure.

y comienzan a formar una estructura

And you can see a little bit of double helix forming there.

como pueden ver, algunas doble hélices se forman por ahí.

When you look at DNA origami,

Cuando ven al origami de ADN,

you can see that what it really is,

pueden ver que lo que es en realidad,

even though you think it's complicated,

es, aunque piensen que es complicado,

is a bunch of double helices that are parallel to each other,

un grupo de doble hélices que están paralelas entre sí

and they're held together

y que se mantienen juntas

by places where short strands go along one helix

en puntos donde las cadenas cortas siguen una hélice

and then jump to another one.

y luego saltan a la otra.

So there's a strand that goes like this, goes along one helix and binds --

Así que hay una hebra que va así, recorre una hélice y la une...

it jumps to another helix and comes back.

salta a otra hélice y regresa,

That holds the long strand like this.

eso une la hebra larga así.

Now, to show that we could make any shape or pattern

Ahora, para mostrarles que podemos hacer cualquier forma o patrón

that we wanted, I tried to make this shape.

que queramos, intenté hacer esta forma.

I wanted to fold DNA into something that goes up over the eye,

Quise doblar el ADN en algo que vaya encima del ojo,

down the nose, up the nose, around the forehead,

bajo la nariz, sobre la nariz, alrededor de la frente,

back down and end in a little loop like this.

baja un poco y al final en un bucle como éste.

And so, I thought, if this could work, anything could work.

Así que, pensé que si esto pudiera funcionar, cualquier cosa podría funcionar.

So I had the computer program design the short staples to do this.

así que diseñé los ganchos cortos en el programa de computadora,

I ordered them; they came by FedEx.

los ordené, llegaron por FedEx.

I mixed them up, heated them, cooled them down,

Los mezclé, los calenté, los enfrié,

and I got 50 billion little smiley faces

y obtuve 50 billones de pequeñas caritas sonrientes

floating around in a single drop of water.

flotando en una gota de agua.

And each one of these is just

Y cada una de éstas es sólo

one-thousandth the width of a human hair, OK?

una milésima parte del ancho de un cabello humano, ¿bien?

So, they're all floating around in solution, and to look at them,

Entonces, están flotando en solución, y para verlos,

you have to get them on a surface where they stick.

deben ponerlos en una superficie donde se peguen.

So, you pour them out onto a surface

Entonces, los ponen en una superficie

and they start to stick to that surface,

y comienzan a adherirse a ésta,

and we take a picture using an atomic-force microscope.

y tomamos una imagen usando un microscopio de fuerza atómica

It's got a needle, like a record needle,

que tiene una aguja, como la de un tocadiscos,

that goes back and forth over the surface,

que va de un lado al otro de la superficie,

bumps up and down, and feels the height of the first surface.

salta arriba y abajo y siente la altura de la superficie.

It feels the DNA origami.

Siente el origami de ADN.

There's the atomic-force microscope working

Ahí está el microscopio de fuerza atómica trabajando

and you can see that the landing's a little rough.

y pueden ver que el aterrizaje es un poco duro.

When you zoom in, they've got, you know,

Cuando hacen un acercamiento, tienen, saben,

weak jaws that flip over their heads

mandíbulas débiles que cuelgan sobre sus cabezas

and some of their noses get punched out, but it's pretty good.

y algunas de sus narices quedan golpeadas, pero es bastante bueno.

You can zoom in and even see the extra little loop,

Pueden acercarse más e incluso ver un bucle extra,

this little nano-goatee.

este pequeño nano-moco.

Now, what's great about this is anybody can do this.

Ahora, lo que es genial sobre esto es que cualquiera puede hacerlo.

And so, I got this in the mail about a year after I did this, unsolicited.

Entonces me llegó esto por correo un año después de hacer esto, sin solicitarlo.

Anyone know what this is? What is it?

¿Alguien sabe lo que es? ¿qué es?

It's China, right?

es China, ¿cierto?

So, what happened is, a graduate student in China,

Entonces, lo que ocurrió es que un estudiante de posgrado en China,

Lulu Qian, did a great job.

Lulu Quian, hizo un gran trabajo.

She wrote all her own software

Ella escribió su propio software

to design and built this DNA origami,

para diseñar y construir este origami de ADN,

a beautiful rendition of China, which even has Taiwan,

una hermosa interpretación de China, que incluso tiene a Taiwan,

and you can see it's sort of on the world's shortest leash, right?

y pueden ver que es como la península más pequeña del mundo, ¿cierto?

(Laughter)

(Risas)

So, this works really well

Entonces, esto funciona realmente bien

and you can make patterns as well as shapes, OK?

y pueden hacer patrones y formas, ¿sí?

And you can make a map of the Americas and spell DNA with DNA.

Y pueden hacer un mapa de las Américas y deletrear ADN con ADN.

And what's really neat about it --

Y lo que es realmente fantástico sobre esto...

well, actually, this all looks like nano-artwork,

bueno, de hecho todo esto parece nano-arte,

but it turns out that nano-artwork

pero resulta que el nano-arte

is just what you need to make nano-circuits.

es lo que se necesita para hacer nano-circuitos.

So, you can put circuit components on the staples,

Entonces, pueden poner componentes de circuitos en los ganchos,

like a light bulb and a light switch.

como un foco y un interruptor.

Let the thing assemble, and you'll get some kind of a circuit.

Dejar que se ensamble, y obtienen un tipo de circuito.

And then you can maybe wash the DNA away and have the circuit left over.

Y entonces pueden, quizás, lavar el ADN y dejar las sobras del circuito.

So, this is what some colleagues of mine at Caltech did.

Así que, esto es lo que algunos colegas míos en Caltech hicieron.

They took a DNA origami, organized some carbon nano-tubes,

Tomaron el origami de ADN, organizaron algunos nano-tubos de carbono,

made a little switch, you see here, wired it up,

hicieron un pequeño interruptor, lo pueden ver aquí, conectado,

tested it and showed that it is indeed a switch.

lo probaron y mostaron que efectivamente es un interruptor

Now, this is just a single switch

Ahora, esto es sólo un interruptor

and you need half a billion for a computer, so we have a long way to go.

y se necesitan 500 mil millones para una computadora, así que falta un largo camino.

But this is very promising

Pero esto es prometedor

because the origami can organize parts just one-tenth the size

porque el origami puede organizar las partes a una décima del tamaño

of those in a normal computer.

de los de una computadora normal.

So it's very promising for making small computers.

Así que es muy prometedor para hacer pequeñas computadoras.

Now, I want to get back to that compiler.

Ahora, quiero volver al compilador.

The DNA origami is a proof that that compiler actually works.

El origami de ADN es una prueba de que el compilador funciona.

So, you start with something in the computer.

Así que, comienzan con algo en la computadora.

You get a high-level description of the computer program,

Obtienen una descripción de alto nivel del programa computacional,

a high-level description of the origami.

una descripción de algo nivel del origami.

You can compile it to molecules, send it to a synthesizer,

Lo pueden compilar en moléculas, enviarlo a un sintetizador

and it actually works.

y realmente funciona.

And it turns out that a company has made a nice program

Y sucede que una compañía ha hecho un buen programa

that's much better than my code, which was kind of ugly,

que es mucho mejor que mi código, que estaba feo,

and will allow us to do this in a nice,

y nos permitirá hacerlo de forma

visual, computer-aided design way.

visual asistida por computadora para diseñar.

So, now you can say, all right,

Entonces, ahora pueden decir -está bien,

why isn't DNA origami the end of the story?

¿por qué la historia no se acaba con origami de ADN?

You have your molecular compiler, you can do whatever you want.

Tienen su compilador molecular, pueden hacer lo que quieran.

The fact is that it does not scale.

El hecho es que no se escala.

So if you want to build a human from DNA origami,

Así que si queiren construir un humano a partir de origami de ADN,

the problem is, you need a long strand

el problema es que necesitan una hebra larga

that's 10 trillion trillion bases long.

que es tan larga como 10 billones de billones de bases.

That's three light years' worth of DNA,

Eso son tres años luz de ADN,

so we're not going to do this.

así que no lo haremos.

We're going to turn to another technology,

Veremos otra tecnología

called algorithmic self-assembly of tiles.

llamada "auto-ensamblaje algorítmico de mosaicos".

It was started by Erik Winfree,

Iniciado por Erik Winfree,

and what it does,

y lo que hace,

it has tiles that are a hundredth the size of a DNA origami.

es que tiene mosaicos que son una centésima del tamaño del origami de ADN.

You zoom in, there are just four DNA strands

Si haces un acercamiento, son sólo cuatro hebras de ADN

and they have little single-stranded bits on them

y tienen pequeños bits de una hebra en ellas

that can bind to other tiles, if they match.

que pueden unirse a otros mosaicos si coinciden.

And we like to draw these tiles as little squares.

Y nos gusta dibujar estos mosaicos como pequeños cuadros.

And if you look at their sticky ends, these little DNA bits,

Y si ven a los extremos pegajosos, estos pequeños bits de ADN,

you can see that they actually form a checkerboard pattern.

pueden ver que forman un patrón de tablero de ajedrez.

So, these tiles would make a complicated, self-assembling checkerboard.

Entonces, estos mosaicos harían un complicado tablero de ajedrez que se ensambla a sí mismo.

And the point of this, if you didn't catch that,

Y el punto de esto, si no lo notaron,

is that tiles are a kind of molecular program

es que los mosaicos son como un programa molecular

and they can output patterns.

y pueden producir patrones.

And a really amazing part of this is

Y una parte realmente sorprendente de esto es

that any computer program can be translated

que cualquier programa computacional puede traducirse

into one of these tile programs -- specifically, counting.

en uno de estos programas de mosaicos -- específicamente, contar.

So, you can come up with a set of tiles

Entonces, puedes terminar con un grupo de mosaicos

that when they come together, form a little binary counter

que cuando se juntan, forman un contador binario

rather than a checkerboard.

en vez de un tablero de ajedrez.

So you can read off binary numbers five, six and seven.

Así que pueden leer números binarios, cinco, seis y siete.

And in order to get these kinds of computations started right,

Y para lograr que este tipo de conteos comiencen adecuadamente,

you need some kind of input, a kind of seed.

necesitan algún tipo de aporte, como una semilla.

You can use DNA origami for that.

Pueden usar el origami de ADN para ello.

You can encode the number 32

Pueden codificar el número 32

in the right-hand side of a DNA origami,

en el lado derecho del origami de ADN

and when you add those tiles that count,

y cuando agregan esos mosaicos que cuentan,

they will start to count -- they will read that 32

empezarán a contar, leerán ese 32

and they'll stop at 32.

y se detendrán en 32.

So, what we've done is we've figured out a way

Entonces, lo que hemos hecho es que hemos encontrado una forma

to have a molecular program know when to stop going.

de hacer que un programa molecular sepa cuándo dejar de crecer.

It knows when to stop growing because it can count.

Éste sabe cuándo dejar de crecer porque puede contar.

It knows how big it is.

Sabe qué tan grande es.

So, that answers that sort of first question I was talking about.

Entonces, eso responde a la primera pregunta de la que hablaba.

It doesn't tell us how babies do it, however.

sin embargo, no nos dice cómo lo hacen los bebés.

So now, we can use this counting to try and get at much bigger things

Entonces ahora, podemos usar este conteo para intentar obtener cosas mucho más grandes

than DNA origami could otherwise.

que con sólo origami de ADN.

Here's the DNA origami, and what we can do

Aquí está el origami de ADN, y lo que podemos hacer

is we can write 32 on both edges of the DNA origami,

es que podemos escribir 32 en ambos lados del origami de ADN

and we can now use our watering can

y podemos usar nuestra regadera

and water with tiles, and we can start growing tiles off of that

para regar mosaicos y podemos empezar a hacer crecer mosaicos a partir de eso

and create a square.

y crear un cuadro.

The counter serves as a template

El contador sirve como molde

to fill in a square in the middle of this thing.

para llenar un cuadro en el centro de esta cosa.

So, what we've done is we've succeeded

Así que, hemos tenido éxito

in making something much bigger than a DNA origami

en hacer algo mucho más grande que el origami de ADN

by combining DNA origami with tiles.

al combinar el origami de ADN con mosaicos.

And the neat thing about it is, is that it's also reprogrammable.

Y lo fantástico de esto es, que también es reprogramable.

You can just change a couple of the DNA strands in this binary representation

Pueden cambiar un par de hebras de ADN en esta representación binaria

and you'll get 96 rather than 32.

y obtendrán 96 en vez de 32.

And if you do that, the origami's the same size,

Y si lo hacen, el origami es del mismo tamaño,

but the resulting square that you get is three times bigger.

pero el cuadro resultante es tres veces más grande.

So, this sort of recapitulates

Entonces, esto como que recapitula

what I was telling you about development.

lo que les decía sobre el desarrollo.

You have a very sensitive computer program

Tienen un programa computacional muy sensible

where small changes -- single, tiny, little mutations --

donde los pequeños cambios -- únicas, minúsculas, pequeñas mutaciones--

can take something that made one size square

pueden tomar algo que hace un cuadro de un tamaño

and make something very much bigger.

y lo convierte en algo mucho más grande.

Now, this -- using counting to compute

Ahora, eso se logra usando el conteo para computar

and build these kinds of things

y construir este tipo de cosas

by this kind of developmental process

a través de este tipo de procesos de desarrollo

is something that also has bearing on Craig Venter's question.

es algo que también tiene que ver con la pregunta de Craig Venter.

So, you can ask, how many DNA strands are required

Entonces, pueden preguntar, ¿cuántas hebras de ADN se necesitan

to build a square of a given size?

para construir un cuadro de cierto tamaño?

If we wanted to make a square of size 10, 100 or 1,000,

Si quisiéramos hacer un cuadro de tamaño 10, 100 o 1000,

if we used DNA origami alone,

si sólo usáramos origami de ADN,

we would require a number of DNA strands that's the square

necesitaríamos el número de hebras que sea el cuadrado

of the size of that square;

del tamaño de ese cuadro,

so we'd need 100, 10,000 or a million DNA strands.

entonces necesitaríamos 100, 10,000 o un millón de hebras de ADN.

That's really not affordable.

Eso no está al alcance.

But if we use a little computation --

Pero si usamos un poco de computación --

we use origami, plus some tiles that count --

usamos origami, más algunos mosaicos que cuentan--

then we can get away with using 100, 200 or 300 DNA strands.

entonces podemos lograrlo usando 100, 200 o 300 hebras de ADN.

And so we can exponentially reduce the number of DNA strands we use,

Y así podemos reducir exponencialmente el número de hebras de ADN que usamos

if we use counting, if we use a little bit of computation.

si usamos el conteo, si usamos un poco de computación.

And so computation is some very powerful way

Y entonces la computación es una forma poderosa

to reduce the number of molecules you need to build something,

de reducir el número de moléculas que se necesitan para construir algo,

to reduce the size of the genome that you're building.

para reducir el tamaño del genoma de lo que estén construyendo.

And finally, I'm going to get back to that sort of crazy idea

Y finalmente, volveré a esa idea loca

about computers building computers.

sobre computadoras construyendo computadoras.

If you look at the square that you build with the origami

Si observan al cuadro que construyeron con el origami

and some counters growing off it,

y algunos contadores creciendo de él,

the pattern that it has is exactly the pattern that you need

el patrón que tiene es exactamente el patrón que necesitan

to make a memory.

para hacer una memoria.

So if you affix some wires and switches to those tiles --

Entonces si le ponen algunos cables e interruptores a esos mosaicos,

rather than to the staple strands, you affix them to the tiles --

en vez de las cadenas gancho, los pegan a los mosaicos,

then they'll self-assemble the somewhat complicated circuits,

entonces ellos auto-ensamblarán los circuitos más o menos complicados

the demultiplexer circuits, that you need to address this memory.

los circuitos "des-multiplexores" que necesitan para consultar esta memoria.

So you can actually make a complicated circuit

Entonces pueden, realmente, hacer un circuito complicado

using a little bit of computation.

usando un poco de computación.

It's a molecular computer building an electronic computer.

Es una computadora molecular construyendo una computadora electrónica.

Now, you ask me, how far have we gotten down this path?

Ahora, me preguntan, ¿qué tanto hemos logrado de este camino?

Experimentally, this is what we've done in the last year.

Experimentalmente, esto es lo que hemos hecho el último año.

Here is a DNA origami rectangle,

Aquí está un rectángulo de origami de ADN,

and here are some tiles growing from it.

y aquí hay algunos mosaicos creciendo a partir de él.

And you can see how they count.

Y pueden ver cómo cuentan.

One, two, three, four, five, six, nine, 10, 11, 12, 17.

uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis, nueve, 10, 11, 12, 17.

So it's got some errors, but at least it counts up.

Tiene algunos errores, pero al menos puede contar.

(Laughter)

(Risas)

So, it turns out we actually had this idea nine years ago,

Resulta que tuvimos esta idea hace nueve años,

and that's about the time constant for how long it takes

y esa es más o menos la constante de tiempo de lo que toma

to do these kinds of things, so I think we made a lot of progress.

hacer este tipo de cosas, así que creo que hemos hecho un gran progreso.

We've got ideas about how to fix these errors.

Tenemos ideas para corregir estos errores.

And I think in the next five or 10 years,

Y creo que en los próximos 10 años,

we'll make the kind of squares that I described

podremos hacer el tipo de cuadros que les describí

and maybe even get to some of those self-assembled circuits.

y quizás incluso podamos hacer algunos de esos circuitos auto-ensamblados.

So now, what do I want you to take away from this talk?

Ahora, ¿qué quisiera que se lleven de esta charla?

I want you to remember that

Quiero que recuerden que

to create life's very diverse and complex forms,

para crear las formas tan complejas y diversas de la vida,

life uses computation to do that.

la vida usa computación para hacerlo.

And the computations that it uses, they're molecular computations,

Y las computaciones que usa, son computaciones moleculares,

and in order to understand this and get a better handle on it,

y para poder entenderlo y manejarlo mejor,

as Feynman said, you know,

como dijo Feynman, saben,

we need to build something to understand it.

necesitamos construir algo para entenderlo.

And so we are going to use molecules and refashion this thing,

Y entonces usaremos moléculas para rediseñar esta cosa,

rebuild everything from the bottom up,

reconstruir todo desde el principio,

using DNA in ways that nature never intended,

usando ADN en formas que la naturaleza nunca pretendió,

using DNA origami,

usando origami de ADN,

and DNA origami to seed this algorithmic self-assembly.

y el origami de ADN para iniciar este auto-ensamblaje algorítmico.

You know, so this is all very cool,

Saben, esto es genial,

but what I'd like you to take from the talk,

pero lo que quisiera que se lleven de la charla,

hopefully from some of those big questions,

ojalá de algunas de esas grandes preguntas,

is that this molecular programming isn't just about making gadgets.

es que esta programación molecular no se trata sólo de hacer dispositivos.

It's not just making about --

No es sólo sobre --

it's making self-assembled cell phones and circuits.

hacer teléfonos celulares y circuitos auto-ensamblados.

What it's really about is taking computer science

De lo que realmente se trata es tomar la Informática teórica

and looking at big questions in a new light,

y observar las grandes preguntas con una nueva luz,

asking new versions of those big questions

preguntar nuevas versiones de estas grandes preguntas

and trying to understand how biology

e intentar de entender cómo la biología

can make such amazing things. Thank you.

puede hacer cosas tan maravillosas. Gracias.

(Applause)

(Aplauso)