Paul Rothemund: Casting spells with DNA

Fordító: Anna Patai Lektor: Zsófia Farsang

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

Egy ősi és egyetemes felfogás szerint a szavaknak ereje van,

that spells exist,

léteznek varázsigék, és ha ki tudnánk mondani a megfelelő szavakat,

and that if we could only pronounce the right words,

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

akkor -- huss -- elindulna egy lavina,

and wipe out the hobbits, right?

és elpusztítaná a hobbitokat, igaz? Ez nagyon vonzó gondolat,

So this is a very attractive idea,

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

mert lusták vagyunk, mint a varázslótanonc,

or the world's greatest computer programmer.

vagy mint a világ legnagyobb programozója.

This idea has a lot of traction with us.

Szóval ez az ötlet nagyon tetszik nekünk.

We love the idea that words, when pronounced,

Tetszik a gondolat, hogy a szavak, amikor kiejtjük őket --

are little more than pure information,

alig többek tiszta információnál,

but they evoke physical action in the real world

de elindítanak egy fizikai történést

that helps us do work.

a való világban, ami segít elvégezni a munkánkat.

És persze a sok programozható számítógép

So, of course, with lots of programmable computers

and robots around,

és robot mellett ezt elég könnyű elképzelni.

this is an easy thing to picture.

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

Hányan értik, hogy miről beszélek?

Raise your right hand.

Emeljék fel a jobb kezüket! OK, Hányan nem értik,

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

hogy miről beszélek? Emeljék fel a bal kezüket!

Raise your left hand.

Nagyszerű. Ez túl könnyű volt.

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

You guys have very insecure computers, OK?

Nagyon sebezhetőek a számítógépeik.

Ez itt egy másfajta varázsige.

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

This is a computer program made of zeros and ones.

Ez egy program, ami nullákból és egyesekből áll.

Ki lehet mondani egy számítógépen. Valami ilyesmit csinál.

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

A lényeg, hogy egy magas szintű nyelven tudjuk megírni.

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

Egy számítógépes varázsló meg tudja írni.

A computer magician can write this thing.

Le lehet fordítani -- nullákra és egyesekre --

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

és egy számítógép kimondja.

And that's what makes computers powerful,

És ez teszi a számítógépeket erőssé,

these high-level languages that can be compiled.

ezek a magas szintű programnyelvek, amiket használni tudunk.

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

Azért vagyok itt, hogy elmondjam, nincs szükség számítógépre

to actually have a spell.

a varázsigéhez. Valójában lehetséges

In fact, what you can do at the molecular level

molekuláris szinten, hogy információt kódolunk --

is that if you encode information --

you encode a spell or program as molecules --

egy varázsigét vagy programot kódolunk molekulákból --

then physics can actually directly interpret that information

aztán a fizika közvetlenül le tudja fordítani az információt,

and run a program.

és lefuttatja a programot. Ez történik a fehérjékben.

It's what happens in proteins.

When this amino-acid sequence gets pronounced as atoms,

Amikor ez az aminosav-szekvencia elhangzik atomokként,

these little letters are sticky for each other.

ezek a betűk elkezdenek ragadni egymáshoz.

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

Az egész lebomlik egy háromdimenziós alakzattá,

that actually cuts DNA.

egy nano-géppé, ami DNS-t tud vágni.

The interesting thing is that if you change the sequence,

És az az érdekes, ha meg tudjuk változtatni a szekvenciát,

you change the three-dimensional folding.

megváltoztatjuk a háromdimenziós hajtogatást.

You get, now, a DNA stapler, instead.

Ezúttal egy DNS tűzőgépet kapunk. Ezek olyan

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

molekuláris programok, amiket írni szeretnénk,

The problem is, we don't know

de az a bökkenő, hogy nem ismerjük a fehérjék

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

gépi nyelvét. Nincsen fordítónk a fehérjékhez.

So I've joined a growing band of people

Olyan emberek egy növekvő csoportjához csatlakoztam,

that try to make molecular spells using DNA.

akik megpróbálnak molekuláris varázsigéket írni DNS-sel. Azért használunk DNS-t, mert olcsóbb.

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

it's something we understand really well --

Könnyebb kezelni. Olyasmi, amit nagyon jól értünk.

Annyira jól értjük, hogy úgy gondoljuk, tényleg tudunk

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

programming languages for DNA and have molecular compilers.

programnyelvet írni DNS-re, és lehetnek molekuláris fordítóink.

So then, we think we can do that.

Szóval úgy gondoljuk, meg tudjuk csinálni. És az első kérdésem --

One of my first questions doing this was:

vagyis az egyik kérdésem -- az volt, hogy hogyan tudunk

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

DNS-ből kívánt alakzatokat és mintákat létrehozni ? Úgy döntöttem,

I decided to use a type of DNA origami,

egyfajta DNS origamit fogok használni, ahol veszünk egy DNS fonalat,

where you take a long strand of DNA

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

és összehajtogatjuk amilyen formába vagy mintába csak akarjuk.

So here's a shape.

Itt egy alakzat. Egy évet töltöttem otthon,

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

alsógatyában, és csak kódoltam, mint Linus [Torvalds], azon a korábbi képen.

like Linus [Torvalds], in that picture before.

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

Ez a program fog egy alakzatot, kidob 250 DNS szekvenciát.

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

Ezek a rövid DNS szekvenciák azok, amik bele fogják hajtogatni a hosszú fonalat

into this shape that we want to make.

abba az alakzatba, amit kapni szeretnénk. Küldünk egy e-mailt

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

ezekkel a szekvenciákkal egy cégnek, és az történik --

to a company,

and the company pronounces them on a DNA synthesizer,

a cég kimondja őket egy DNS-szintetizálón.

a machine about the size of a photocopier.

Ez egy gép, kb. akkora, mint egy fénymásoló. És az történik,

And they take your e-mail,

hogy fogják az e-mailt, és minden egyes betűjét

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

behelyettesítik egy 30 atomos halmazzal --

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

mindegyik A, T, C és G betűt a DNS-ben. A megfelelő sorrendbe állítják őket,

They string them up in the right sequence,

and then they send them back to you via FedEx.

és visszaküldik FedEx-szel.

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

Szóval kapunk 250 ilyet kis üvegekben.

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

Összekeverem őket, hozzáadok egy kis sós vizet,

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

és hozzáadom ezt a hosszú fonalat, amiről beszéltem,

that I've stolen from a virus.

amit egy vírusból loptam. És az történik,

And then what happens is,

you heat this whole thing up to about boiling.

hogy felmelegítjük ezt az egészet kb. forráspontig. Lehűtjük

You cool it down to room temperature,

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

szobahőmérsékletre, és eközben

azok a rövid fonalak a következőt teszik:

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

mindegyik megköti a hosszú fonalat egy helyen,

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

és aztán a második fele megköti azt a hosszú fonalat

and brings those two parts of the long strand

egy távoli helyen, és összehozza a hosszú fonálnak azt a két részét

close together so they stick together.

egymáshoz közel, hogy összeragadjanak.

So the net effect of all 250 of these strands

Tehát a végső hatása mind a 250 fonálnak az,

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

hogy összehajtogatják a hosszú fonalat a kívánt alakzatba.

It'll approximate that shape.

Meg fogja közelíteni azt az alakzatot. Ezt a valóságban lombikban végezzük.

We do this for real, in the test tube.

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

Minden vízcseppben 50 milliárd van ezekből a kis fickókból.

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

Megnézhetjük mikroszkóppal és látjuk őket a felszínen.

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

És az az ügyes benne, hogy megváltoztathatjuk a szekvenciát,

és megváltozik a varázsige. Csak megváltoztatjuk a tűzők sorrendjét.

just change the sequence of the staples,

you can make a molecule that looks like this.

Csinálhatunk egy molekulát, ami így néz ki, és tudják,

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

szeret lógni a barátaival.

A lot of them are actually pretty good.

És a legtöbbjük elég jó.

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

Ha ismét megváltoztatjuk a varázsigét, megint megváltozik a szekvencia.

you get really nice, 130-nanometer triangles.

Nagyon szép 130 nanométeres háromszögeket kapunk. Ha újra megcsináljuk,

If you do it again,

you can get arbitrary patterns.

bármilyen mintát kapunk. Szóval egy téglalapra

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

ráfesthetjük Észak- és Dél-Amerika térképét, vagy a DNS szót.

or the words, "DNA."

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

Szóval ez a DNS origami, ez egy módszer. Van sok más módja is,

There are many ways of casting molecular spells using DNA.

hogy molekulárisan varázsoljunk DNS-sel.

What we really want to do in the end

Amit végül el szeretnénk érni az az, hogy megtanuljunk

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

önszerveződést programozni, hogy bármit építhessünk.

We want to be able to build technological artifacts

Olyan technológiai tárgyakat szeretnénk építeni,

that are maybe good for the world.

amelyek a világ javát szolgálhatják. Meg akarunk tanulni

We want to learn how to build biological artifacts,

olyan biológiai tárgyakat építeni, mint az emberek, a bálnák vagy a fák.

like people and whales and trees.

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

És ha el tudjuk érni az összetettségnek ezt a szintjét,

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

hogyha a képességünk, hogy molekulákat programozzunk ilyen jó lesz,

then that will truly be magic.

az lesz az igazi varázslat. Nagyon köszönöm.

Thank you very much.

(Taps)

(Applause)