Paul Rothemund: Casting spells with DNA

Paul Rothermund le magicien de l'ADN

Traducteur: Nadarajen Veerapen Relecteur: Eric Reynaud

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

Il y a un ancien concept universel où les mots ont un pouvoir,

that spells exist,

où les formules magiques existent, et si l'on pouvait seulement prononcer les mots justes,

and that if we could only pronounce the right words,

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

alors, rrrooouuu ! Une avalanche

and wipe out the hobbits, right?

emporterait les hobbits, non ? C'est une idée attrayante

So this is a very attractive idea,

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

parce que nous sommes paresseux, comme l'apprenti sorcier,

or the world's greatest computer programmer.

ou le meilleur programmeur au monde.

This idea has a lot of traction with us.

Et donc, cette idée a beaucoup d'empreinte sur nous.

We love the idea that words, when pronounced,

Nous aimons l'idée que lorsque les mots sont prononcés --

are little more than pure information,

ils sont à peine plus que de l'information pure,

but they evoke physical action in the real world

mais ils évoquent une action physique

that helps us do work.

dans le monde réel et nous aident à faire quelque chose.

Avec la quantité d'ordinateurs programmables

So, of course, with lots of programmable computers

and robots around,

et de robots autour de nous c'est une chose facile à imaginer.

this is an easy thing to picture.

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

Combien d'entre vous savent de quoi je parle ?

Raise your right hand.

Levez la main droite. OK. Combien d'entre vous

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

ne savent pas de quoi je parle ? Levez la main gauche. OK.

Raise your left hand.

Bon. C'est formidable. C'était beaucoup trop facile.

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

You guys have very insecure computers, OK?

Vous avez des ordinateurs très incertains, OK ?

Le fait est que c'est une forme différente de formule magique.

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

This is a computer program made of zeros and ones.

C'est un programme d'ordinateur fait de zéros et de uns.

Il peut être prononcé par un ordinateur. Il fait quelque chose comme ça.

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

L'important c'est que nous pouvons l'écrire dans un langage de haut niveau.

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

Un magicien de l'informatique peut écrire ceci.

A computer magician can write this thing.

Il peut être compilé en zéros et en uns

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

et prononcé par un ordinateur.

And that's what makes computers powerful,

C'est ce qui rend les ordinateurs puissants:

these high-level languages that can be compiled.

ces langages de haut niveau qui peuvent être compilés.

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

Je suis donc ici pour vous dire que vous n'avez pas besoin d'un ordinateur

to actually have a spell.

pour avoir une formule magique. En fait, ce que vous pouvez faire

In fact, what you can do at the molecular level

au niveau moléculaire c'est que si vous encodez de l'information --

is that if you encode information --

you encode a spell or program as molecules --

vous codez une formule magique ou un programme avec des molécules --

then physics can actually directly interpret that information

la physique peut ensuite directement interpréter cette information

and run a program.

et exécuter un programme. C'est ce qui se passe dans les protéines.

It's what happens in proteins.

When this amino-acid sequence gets pronounced as atoms,

Quand cette séquence d'acides aminés est prononcée avec des atomes,

these little letters are sticky for each other.

ces petites lettres sont collantes l'une pour l'autre.

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

Elle s'effondre pour former une forme en 3D, ce qui la transforme

that actually cuts DNA.

en une nanomachine capable de couper de l'ADN.

The interesting thing is that if you change the sequence,

La chose intéressante est que si vous changez la séquence,

you change the three-dimensional folding.

vous changez aussi le pliage en trois dimensions.

You get, now, a DNA stapler, instead.

Ce qui donne une agrafeuse à ADN à la place. Ce sont le genre de

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

de programmes moléculaires que nous voulons être capable d'écrire,

The problem is, we don't know

mais le problème est que nous ne connaissons pas le langage machine des

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

protéines; nous n'avons pas de compilateur pour les protéines.

So I've joined a growing band of people

J'ai donc rejoint un groupe de personnes qui essayent de créer

that try to make molecular spells using DNA.

des formules magiques moléculaires en utilisant de l'ADN. Nous utilisons de l'ADN parce que c'est moins cher.

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

it's something we understand really well --

C'est plus facile à manipuler. C'est quelque chose que nous comprenons vraiment bien.

En fait nous le comprenons si bien que nous pensons pouvoir écrire

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

programming languages for DNA and have molecular compilers.

des langages de programmation pour l'ADN et avoir des compilateurs moléculaires.

So then, we think we can do that.

Nous pensons pouvoir le faire. Une de mes premières questions en faisant ça

One of my first questions doing this was:

a été : Comment peut-on créer

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

une forme ou un motif arbitraire avec de l'ADN ? J'ai décidé d'utiliser

I decided to use a type of DNA origami,

un type d'origami d'ADN, où l'on prend un long brin d'ADN

where you take a long strand of DNA

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

et on le plie dans la forme ou le motif que l'on veut.

So here's a shape.

Voici une forme. J'ai passé environ un an à la maison,

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

en sous-vêtements, à coder, comme Linus [Torvalds], dans la photo précédente.

like Linus [Torvalds], in that picture before.

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

Ce programme prend une forme et recrache 250 séquences d'ADN.

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

Ce sont ces courtes séquences d'ADN qui vont plier le long brin

into this shape that we want to make.

et lui donner la forme que l'on veut créer. Vous envoyez un courriel

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

avec ces séquences à une entreprise, et

to a company,

and the company pronounces them on a DNA synthesizer,

l'entreprise les prononce sur un synthétiseur d'ADN.

a machine about the size of a photocopier.

C'est une machine de la taille d'un photocopieur.

And they take your e-mail,

Ils prennent votre courriel et chaque lettre qu'il contient

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

est remplacée par une grappe de 30 atomes, une grappe pour chaque lettre,

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

A, T, C, et G de l'ADN. Ils les ordonnent dans le bon ordre,

They string them up in the right sequence,

and then they send them back to you via FedEx.

et vous les renvoient par FedEx.

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

Vous recevez 250 de ces choses dans de petits tubes dans votre boîtes aux lettres.

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

Je les mélange, j'ajoute un peu d'eau salée,

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

et j'ajoute ce long brin dont je vous parlais,

that I've stolen from a virus.

et que j'avais volé à un virus. Ensuite

And then what happens is,

you heat this whole thing up to about boiling.

vous chauffez le tout jusqu'à ébulition; Vous le refroidissez

You cool it down to room temperature,

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

à température ambiante et, en se faisant,

ces petits brins font la chose suivante :

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

chacun d'eux se lie au long brin à un endroit,

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

et ensuite la seconde moitié se lie plus loin

and brings those two parts of the long strand

au long brin, et ces deux parties du long brin

close together so they stick together.

se rejoignent, de sorte qu'elles soient collées ensemble.

So the net effect of all 250 of these strands

Donc l'action finale de ces 250 brins est de plier

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

le long brin dans la forme que l'on recherche;

It'll approximate that shape.

Cette forme sera approximative. Nous faisons ça dans un tube à essai.

We do this for real, in the test tube.

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

Dans chaque petite goute d'eau vous ajoutez 50 milliards de ces machins.

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

Vous pouvez utiliser un microscope pour les voir.

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

Et ce qui est sympathique c'est que si vous changez la séquence

et la formule magique, vous changez la séquence des agrafes.

just change the sequence of the staples,

you can make a molecule that looks like this.

Vous pouvez créer une molécule qui ressemble à ça, et,

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

qui aime trainer avec ses potes.

A lot of them are actually pretty good.

Beaucoup d'entre elles ne sont pas mal du tout.

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

Si vous changez encore la formule magique, vous changez encore la séquence.

you get really nice, 130-nanometer triangles.

Vous obtenez de charmants triangles de 130 nanomètres. Si vous recommencez,

If you do it again,

you can get arbitrary patterns.

vous obtenez des motif arbitraires. Sur un rectangle

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

vous pouvez dessiner les motifs de l'Amérique du Nord et du Sud, ou les lettres "DNA."

or the words, "DNA."

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

Voilà l'origami d'ADN. C'est une façon de faire. Il y a beaucoup de façons

There are many ways of casting molecular spells using DNA.

de lancer des sorts moléculaires en utilisant l'ADN.

What we really want to do in the end

Ce que nous voulons vraiment faire au final c'est apprendre à programmer

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

l'auto-assemblage pour pouvoir construire n'importe quoi, voyez-vous ?

We want to be able to build technological artifacts

Nous voulons être capables de construire des artéfacts technologiques

that are maybe good for the world.

qui sont peut-être bons pour le monde. Nous voulons apprendre

We want to learn how to build biological artifacts,

à construire des artéfacts biologiques, comme les gens, les baleines et les arbres.

like people and whales and trees.

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

Et s'il est possible d'atteindre ce niveau de complexité,

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

si notre capacité à programmer des molécules atteint ce niveau,

then that will truly be magic.

alors ce sera vraiment magique. Merci beaucoup.

Thank you very much.

(Applaudissements)

(Applause)