Paul Rothemund: Casting spells with DNA

Prevoditelj: Ivan Majstorovic Recezent: Nenad Maljković

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

Postoji drevni i univerzalni koncept da riječi imaju moć,

that spells exist,

da čarolije postoje, te ako bismo mogli izgovoriti prave riječi,

and that if we could only pronounce the right words,

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

onda - buuuum! Znate već, lavina bi nastala

and wipe out the hobbits, right?

i uništila hobite, ne? To je, dakle, vrlo privlačna ideja

So this is a very attractive idea,

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

zato što smo lijeni, kao čarobnjakov šegrt,

or the world's greatest computer programmer.

ili najbolji računalni programer na svijetu.

This idea has a lot of traction with us.

Stoga, ova ideja nam je iznimno privlačna.

We love the idea that words, when pronounced,

Obožavamo pomisao da riječi, kad ih se izgovori --

are little more than pure information,

nisu samo čiste informacije,

but they evoke physical action in the real world

već da uzrokuju neku fizičku akciju

that helps us do work.

u stvarnom svijetu koja nam pomaže u radu.

Zato, dakako, uz velik broj računala i robota

So, of course, with lots of programmable computers

and robots around,

koje možemo programirati, to je vrlo lako zamisliti.

this is an easy thing to picture.

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

Koliko vas zna o čemu govorim?

Raise your right hand.

Podignite desnu ruku. OK. Koliko vas

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

ne zna o čemu govorim? Podignite lijevu ruku. OK.

Raise your left hand.

U redu. To je odlično. Ovo je bilo prelako.

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

You guys have very insecure computers, OK?

Vi svi imate slabu zaštitu na računalima, OK?

Ovo je potpuno drugačija vrsta čarolije.

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

This is a computer program made of zeros and ones.

Ovo je računalni program napravljen od nula i jedinica.

Može se "izgovoriti" u računalu. Rezultat je nešto poput ovoga.

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

Bitno je da ga možemo napisati u programskom jeziku visoke razine.

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

Računalni čarobnjak može napisati ovakvo nešto.

A computer magician can write this thing.

To se može prevesti u ovo -- u nule i jedinice --

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

i "izgovoriti" u računalu.

And that's what makes computers powerful,

I to je ono što čini računala moćnima:

these high-level languages that can be compiled.

ovi jezici visoke razine koje je moguće prevesti.

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

Dakle, želim vam reći da ne trebate računalo

to actually have a spell.

da biste imali čarolije. Zapravo, ono što možete napraviti

In fact, what you can do at the molecular level

na molekularnoj razini je da ako kodirate informacije --

is that if you encode information --

you encode a spell or program as molecules --

kodirate čaroliju ili program, kao molekule --

then physics can actually directly interpret that information

tada fizika direktno prevodi te informacije

and run a program.

i pokreće program. To je ono što se događa u proteinima.

It's what happens in proteins.

When this amino-acid sequence gets pronounced as atoms,

Kada se ovaj niz amino-kiselina "izgovori" pomoću atoma,

these little letters are sticky for each other.

ova mala slova su "ljepljiva" jedna za druge.

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

Urušava se u trodimenzionalni oblik koji se pretvara u

that actually cuts DNA.

nano-stroj koji zapravo reže DNK.

The interesting thing is that if you change the sequence,

Ali zanimljiva stvar je da ako promjenite niz,

you change the three-dimensional folding.

mijenjate i trodimenzionalno savijanje.

You get, now, a DNA stapler, instead.

Sada dobijate DNK spajalicu. Takve

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

molekularne programe želimo naučiti pisati,

The problem is, we don't know

ali problem je što ne znamo strojni jezik

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

proteina; nemamo prevoditelj za proteine.

So I've joined a growing band of people

Zato sam se pridružio sve većoj skupini ljudi koji pokušavaju

that try to make molecular spells using DNA.

izvoditi molekularne čarolije pomoću DNK. Mi DNK koristimo zato što je jeftiniji,

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

it's something we understand really well --

jednostavniji je za rukovanje. To je nešto što razumijemo stvarno dobro.

Zapravo, razumijemo ga tako dobro, da mislimo da možemo napisati

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

programming languages for DNA and have molecular compilers.

programske jezike za DNK i imati molekularne prevoditelje.

So then, we think we can do that.

Dakle, mi mislimo da to možemo. Kad sam počeo s ovim, moje prvo pitanje

One of my first questions doing this was:

ili jedno od mojih pitanja -- bilo je: Kako možemo napraviti

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

proizvoljan oblik ili uzorak pomoću DNK? Odlučio sam koristiti

I decided to use a type of DNA origami,

svojevrstan DNK origami, u kojem uzmete dugački dio DNK

where you take a long strand of DNA

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

i savijete ga u oblik ili uzorak koji želite.

So here's a shape.

Evo jedan oblik. Zapravo sam proveo godinu dana kod kuće,

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

u donjem rublju i programirao kao Linus [Torvalds] na prethodnoj slici.

like Linus [Torvalds], in that picture before.

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

Ovaj program poprimi oblik i "ispljune" 250 DNK sekvenci.

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

Ove kratke DNK sekvence su ono što će saviti dugačku nit

into this shape that we want to make.

u oblik koji želimo napraviti. Dakle, pošaljete e-mail

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

sa ovim sekvencama kompaniji koja onda

to a company,

and the company pronounces them on a DNA synthesizer,

"izgovori" tu sekvencu na DNK sintetizatoru.

a machine about the size of a photocopier.

To je stroj velik poput foto-kopirnog uređaja. A ono što se dogodi jest

And they take your e-mail,

da oni uzmu svako slovo iz vašeg emaila

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

i zamjene ga za skupom od 30 atoma, jedan skup za svako slovo,

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

A, T, C i G u DNK. Tada ih nanižu u odgovarajući niz

They string them up in the right sequence,

and then they send them back to you via FedEx.

i pošalju nazad poštom.

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

Znači, dobijete ih 250 poštom, u malim epruvetama.

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

Pomiješam ih, dodam malo slane vode,

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

i tada dodam ovaj dugački niz o kojem sam vam govorio,

that I've stolen from a virus.

a koji sam ukrao od jednog virusa. Sljedeće što se dogodi jest

And then what happens is,

you heat this whole thing up to about boiling.

da sve to grijete do ključanja. Ohladite do

You cool it down to room temperature,

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

sobne temperature, a za vrijeme hlađenja

oni kratki nizovi čine sljedeću stvar:

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

svaki od njih veže onaj dugački niz na jednom mjestu,

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

a tada druga polovica veže taj dugački niz

and brings those two parts of the long strand

na udaljenom mjestu te ih približi jedan drugome

close together so they stick together.

i tako ih veže.

So the net effect of all 250 of these strands

Ukupan učinak svih 250 kratkih nizova jest da saviju

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

dugački niz u oblik koji želite;

It'll approximate that shape.

napravit će aproksimaciju tog oblika. To stvarno činimo u epruvetama.

We do this for real, in the test tube.

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

U svakoj kapljici vode dobijete 50 milijardi ovih malih oblika.

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

Možete pogledati kroz mikroskop i vidjeti ih na površini.

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

Zgodno je da ako promjenite sekvencu

i tako promijenite čaroliju, promjenit ćete i sekvencu spajalica.

just change the sequence of the staples,

you can make a molecule that looks like this.

Možete napraviti molekulu koja izgleda ovako, a znate,

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

on se voli družiti sa svojim prijateljima.

A lot of them are actually pretty good.

A mnogi od njih su zapravo jako dobri.

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

Ako još jednom promijenite čaroliju, opet mijenjate sekvencu.

you get really nice, 130-nanometer triangles.

Dobijete stvarno lijepe 130 nanometarske trokute. Ako to učinite opet,

If you do it again,

you can get arbitrary patterns.

možete dobiti proizvoljne oblike. Tako na pravokutniku

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

možete slikati uzorke Sjeverne i Južne Amerike ili riječ "DNA".

or the words, "DNA."

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

Dakle to je DNK origami. To je jedan način. Postoji mnogo načina

There are many ways of casting molecular spells using DNA.

za izvođenje molekularnih čarolija pomoću DNK.

What we really want to do in the end

Ono što želimo na kraju naučiti jest kako programirati

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

samo-spajanje tako da možemo graditi bilo što, zar ne?

We want to be able to build technological artifacts

Žeimo biti u stanju graditi tehnološke artefakte

that are maybe good for the world.

koji mogu biti dobri za svijet. Želimo naučiti

We want to learn how to build biological artifacts,

kako graditi biološke artefakte poput ljudi, kitova i drveća.

like people and whales and trees.

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

A ako je slučaj da stvarno možemo doći do te razine kompleksnosti,

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

ako naša mogućnost za programiranje molekula postane tako dobra,

then that will truly be magic.

tada će to stvarno biti čarolija. Hvala lijepo.

Thank you very much.

(pljesak)

(Applause)