Paul Rothemund: Casting spells with DNA

Translator: Katherine Kho Reviewer: Antonius Yudi Sendjaja

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

Ada konsep kuno dan universal yang mengatakan bahwa kata-kata memiliki kekuatan,

that spells exist,

yaitu mantra "sihir", dan jika kita mengucapkan kata-kata yang tepat

and that if we could only pronounce the right words,

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

kemudian, wuss! Bola salju itu akan menggelinding

and wipe out the hobbits, right?

dan memusnahkan para hobbit, betul? Ide ini sangat menarik

So this is a very attractive idea,

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

karena kita sangat malas, seperti murid penyihir

or the world's greatest computer programmer.

atau perancang program komputer paling hebat sedunia.

This idea has a lot of traction with us.

Jadi, ide ini bukan ide asing dalam kehidupan kita.

We love the idea that words, when pronounced,

Kita menyukai ide, dimana ketika kata-kata diucapkan --

are little more than pure information,

kata-kata itu tidak sekedar menjadi informasi belaka,

but they evoke physical action in the real world

tetapi juga membangkitkan reaksi fisik

that helps us do work.

di dunia nyata, yang membantu kita untuk berkarya.

Jadi, tentunya, dengan banyaknya komputer yang bisa diprogram

So, of course, with lots of programmable computers

and robots around,

dan robot di sekitar kita, ini adalah hal yang mudah untuk dibayangkan.

this is an easy thing to picture.

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

Jadi, berapa diantara kalian yang tahu apa yang sedang saya katakan?

Raise your right hand.

Angkat tangan kanan Anda! Baiklah. Berapa diantara kalian

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

yang tidak mengerti apa yang saya katakan? Angkat tangan kiri Anda. Baik.

Raise your left hand.

Baik. Itu terlalu gampang.

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

You guys have very insecure computers, OK?

Kalian memiliki komputer yang sangat tidak aman, bukan?

Jadi sekarang, ini adalah mantra yang berbeda.

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

This is a computer program made of zeros and ones.

Ini adalah program komputer yang terdiri dari angka nol dan satu.

Program ini dapat diterjemahkan di komputer. Seperti ini.

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

Yang penting adalah kita bisa menulis bahasa tingkat tinggi.

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

Seorang penyihir komputer bisa menulisnya.

A computer magician can write this thing.

Dan bisa diuraikan menjadi angka nol dan satu

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

dan diterjemahkan oleh komputer.

And that's what makes computers powerful,

Dan inilah yang membuat komputer menjadi hebat:

these high-level languages that can be compiled.

bahasa tingkat tinggi yang bisa disusun.

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

Jadi, saya di sini untuk memberi tahu bahwa Anda tidak butuh sebuah komputer

to actually have a spell.

untuk memiliki mantra. Pada kenyataannya, yang bisa Anda lakukan

In fact, what you can do at the molecular level

pada tingkat molekuler adalah jika Anda menyusun kode informasi --

is that if you encode information --

you encode a spell or program as molecules --

Anda membuat mantra atau program sebagai molekul --

then physics can actually directly interpret that information

dan fisika bisa menginterpretasikannya sebagai informasi

and run a program.

dan menjalankan sebuah program. Itulah yang terjadi pada protein.

It's what happens in proteins.

When this amino-acid sequence gets pronounced as atoms,

Ketika urutan asam amino diterjemahkan sebagai atom,

these little letters are sticky for each other.

huruf - huruf kecil ini terlekatkan satu sama lain.

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

Kemudian membentuk bentuk tiga dimensi yang berubah menjadi

that actually cuts DNA.

mesin nano yang memotong DNA.

The interesting thing is that if you change the sequence,

Yang menarik adalah jika Anda mengubah urutannya,

you change the three-dimensional folding.

Anda mengubah lipatan tiga - dimensinya.

You get, now, a DNA stapler, instead.

Sekarang Anda mendapat DNA berbentuk stepler. Ini adalah

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

program molekuler yang ingin kita buat,

The problem is, we don't know

tapi masalahnya, kita tidak tahu bahasa mesin dari protein;

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

kita tidak mempunyai mesin penyusun protein.

So I've joined a growing band of people

Jadi saya bergabung dengan orang - orang yang mencoba membuat

that try to make molecular spells using DNA.

mantra molekuler dengan DNA. Kita menggunakan DNA karena lebih murah.

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

it's something we understand really well --

Lebih mudah ditangani. Ini adalah sesuatu yang sangat kita mengerti.

Kita sangat memahaminya sehingga kita berpikir bahwa kita bisa menulis

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

programming languages for DNA and have molecular compilers.

bahasa program untuk DNA dan memiliki penyusun molekul.

So then, we think we can do that.

Jadi, kita berpikir kita bisa melakukannya. Dan pertanyaan pertama saya adalah --

One of my first questions doing this was:

atau salah satu pertanyaan saya adalah bagaimana cara membuat

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

sebuah bentuk atau pola dari DNA? Dan saya memutuskan untuk membuat

I decided to use a type of DNA origami,

sebuah origami DNA, dimana Anda mengambil seutas panjang DNA

where you take a long strand of DNA

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

dan melipatnya menjadi bentuk atau pola apapun yang diinginkan.

So here's a shape.

Inilah sebuah bentuk. Saya menghabiskan waktu setahun di rumah, menulis kode

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

hanya mengenakan pakaian dalam, seperti Linus [Torvalds], dalam gambar sebelumnya.

like Linus [Torvalds], in that picture before.

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

Dan program ini menghasilkan 250 urutan DNA.

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

Urutan DNA pendek ini yang akan kita gunakan untuk melipat utasan panjang tadi

into this shape that we want to make.

menjadi bentuk yang ingin kita buat. Jadi Anda mengirim surat elektronik

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

dengan urutan ini ke sebuah perusahaan,

to a company,

and the company pronounces them on a DNA synthesizer,

dan perusahaan itu menerjemahkannya dengan pembuat DNA.

a machine about the size of a photocopier.

Ini adalah mesin sebesar mesin fotokopi. Dan yang terjadi adalah,

And they take your e-mail,

untuk setiap huruf di surat elektronik Anda,

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

mereka menggantinya dengan gugus yang terdiri dari 30 atom, satu untuk setiap huruf,

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

A,T,C, dan G di DNA. Mereka menyusunnya dalam urutan yang benar,

They string them up in the right sequence,

and then they send them back to you via FedEx.

dan mereka mengirimnya kepada Anda dengan FedEx.

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

Anda mendapat 250 urutan ini di dalam botol yang dikirim lewat pos.

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

Saya mencampurnya, menambah sedikit air garam,

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

dan menambah utasan DNA panjang tadi,

that I've stolen from a virus.

yang saya curi dari virus. Kemudian,

And then what happens is,

you heat this whole thing up to about boiling.

Anda panaskan semuanya sampai mendidih. Lalu Anda dinginkan

You cool it down to room temperature,

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

sampai suhu ruangan,

apa yang terjadi pada utasan pendek adalah:

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

setiap utasan pendek mengikat utasan panjang di satu tempat,

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

dan setengah bagiannya mengikat utasan panjang

and brings those two parts of the long strand

di tempat yang jauh, mendekatkan dua bagian dari utasan panjang

close together so they stick together.

agar mereka menempel.

So the net effect of all 250 of these strands

Jadi 250 utasan pendek ini melipat

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

utasan panjang menjadi bentuk yang Anda cari;

It'll approximate that shape.

memperkirakan bentuknya. Kita mempraktekkannya dalam tabung percobaan.

We do this for real, in the test tube.

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

Di setiap tetes air Anda bisa mendapatkan 50 milyar bentuk ini.

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

Anda bisa melihatnya dengan mikroskop.

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

Dan yang keren adalah jika Anda mengubah urutan

dan mantranya, Anda mengubah urutan dari steplernya.

just change the sequence of the staples,

you can make a molecule that looks like this.

Anda bisa membuat molekul yang terlihat seperti ini, dan tahukah Anda,

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

dia suka berkumpul dengan teman - temannya.

A lot of them are actually pretty good.

Dan kebanyakan dari mereka cukup bagus.

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

Jika Anda mengubah mantranya lagi, Anda mengubah urutannya lagi.

you get really nice, 130-nanometer triangles.

Anda bisa mendapat segitiga seukuran 130 nanometer. Jika Anda melakukannya lagi,

If you do it again,

you can get arbitrary patterns.

Anda bisa mendapatkan pola yang berbeda - beda. Jadi pada sebuah segi empat

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

Anda bisa membuat pola Amerika Utara dan Selatan, atau huruf "DNA."

or the words, "DNA."

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

Jadi ini adalah origami DNA. Ini adalah salah satu cara. Ada banyak cara

There are many ways of casting molecular spells using DNA.

untuk merapal mantra molekuler menggunakan DNA.

What we really want to do in the end

Pada akhirnya apa yang ingin kita lakukan adalah belajar memprogram

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

proses perakitan mandiri supaya kita bisa membuat apa seja.

We want to be able to build technological artifacts

Kita ingin bisa membuat artifak teknologi

that are maybe good for the world.

yang mungkin baik bagi dunia. Kita ingin belajar

We want to learn how to build biological artifacts,

bagaimana membuat artifak biologi, seperti manusia dan ikan paus dan pohon - pohon.

like people and whales and trees.

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

Dan bila kita bisa mencapai tingkat kesulitan seperti itu

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

jika kemampuan kita untuk memprogram molekul bisa sebagus itu,

then that will truly be magic.

ini benar - benar sebuah sihir. Terima kasih banyak.

Thank you very much.

(Tepuk tangan)

(Applause)