Paul Rothemund: Casting spells with DNA

Paul Rothemund lança um feitiço com DNA

Tradutor: Rafael Eufrasio Revisor: Belucio Haibara

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

Há uma concepção antiga e universal de que as palavras têm poder,

that spells exist,

que feitiços existem, e se pudéssemos pronunciar as palavras certas,

and that if we could only pronounce the right words,

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

então, zaz! Viria uma avalanche

and wipe out the hobbits, right?

e varreria os hobbits, certo? É uma idéia muito atraente

So this is a very attractive idea,

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

porque somos preguiçosos, como os aprendizes de bruxo,

or the world's greatest computer programmer.

ou os maiores programadores de computador do mundo.

This idea has a lot of traction with us.

E então, esta idéia nos seduz bastante.

We love the idea that words, when pronounced,

Nós adoramos a idéia de que palavras, quando pronunciadas --

are little more than pure information,

são simplesmente um pouco mais do que simples informação,

but they evoke physical action in the real world

mas que evocam alguma ação física

that helps us do work.

no mundo real que nos ajuda a trabalhar.

E então, é claro, com vários computadores e robôs

So, of course, with lots of programmable computers

and robots around,

programáveis por aí, é uma coisa fácil de imaginar.

this is an easy thing to picture.

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

Então, quantos de vocês sabem do que eu estou falando?

Raise your right hand.

Levantem a mão direita. Ok. Quantos de vocês

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

não sabem do que eu estou falando? Levantem a mão esquerda. Ok

Raise your left hand.

Certo. Tudo bem. Então foi fácil perceber.

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

You guys have very insecure computers, OK?

Vocês têm computadores imprecisos, ok?

Então, o negócio é que este é um tipo diferente de feitiço.

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

This is a computer program made of zeros and ones.

Este é um programa de computador feito de zeros e uns.

Pode ser pronunciado em um computador. Ele faz algo como isso.

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

O importante é que podemos escrevê-lo em linguagem de alto nível.

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

Um mago da computação pode escrever isto.

A computer magician can write this thing.

Isso pode ser compilado nisso -- em zeros e uns --

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

e pronunciado por um computador

And that's what makes computers powerful,

E é isso que faz computadores poderosos:

these high-level languages that can be compiled.

estas linguagens de alto nível que pode ser compilada.

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

E então, eu estou aqui para dizer a vocês, vocês não precisam de um computador

to actually have a spell.

para verdadeiramente ter um feitiço. De fato, o que você pode fazer

In fact, what you can do at the molecular level

a nível molecular é que se você codifica informação --

is that if you encode information --

you encode a spell or program as molecules --

codifica um feitiço ou programa como moléculas --

then physics can actually directly interpret that information

então a Física pode interpretar diretamente aquela informação

and run a program.

e executar um programa. É isso o que acontece em proteínas.

It's what happens in proteins.

When this amino-acid sequence gets pronounced as atoms,

Quando esta sequência de aminoácidos é pronunciado como átomos,

these little letters are sticky for each other.

essas pequenas letras ficam pegajosas.

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

Ela colapsa em um formato tridimensional que a transforma em

that actually cuts DNA.

uma nanomáquina que na verdade corta DNA.

The interesting thing is that if you change the sequence,

E o que é interessante é que se você muda a sequência,

you change the three-dimensional folding.

você muda o formato tridimensional.

You get, now, a DNA stapler, instead.

Agora, em vez disso, você pega um grampeador de DNA. Estes são os tipos de

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

programas moleculares que queremos escrever,

The problem is, we don't know

mas o problema é: não sabemos a linguagem de máquina das

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

proteínas; não temos um compilador para proteínas.

So I've joined a growing band of people

Então entramos pro time das pessoas que tentam fazer

that try to make molecular spells using DNA.

feitiços moleculares usando DNA. Usamos DNA porque é mais barato.

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

it's something we understand really well --

É mais fácil de usar. É algo que entendemos realmente bem

Entemos ele tão bem, de fato, que achamos que podemos na verdade escrever

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

programming languages for DNA and have molecular compilers.

linguagens de programação para DNA e ter os compiladores moleculares.

So then, we think we can do that.

Então, achamos que podemos fazê-lo. E minha primeira pergunta a fazê-lo --

One of my first questions doing this was:

ou uma das minhas perguntas -- era: Como é possível obter do DNA

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

um formato arbitrário ou um padrão? E decidi usar

I decided to use a type of DNA origami,

um tipo de origami de DNA, no qual se pega uma fita longa de DNA

where you take a long strand of DNA

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

e a dobra em qualquer forma ou padrão desejado.

So here's a shape.

Este é um formato. Na verdade gastei um ano em casa

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

de cueca, escrevendo cógido, como Linus [Torvalds], naquela figura anterior.

like Linus [Torvalds], in that picture before.

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

E este programa recebe um formato, cospe 250 sequências de DNA.

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

São estas sequências curtas de DNA que vão dobrar a fita longa

into this shape that we want to make.

para obter este formato que queremos. Então você manda um email

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

com estas sequências para uma empresa, o que acontece --

to a company,

and the company pronounces them on a DNA synthesizer,

a empresa a pronuncia em um sintetizador de DNA.

a machine about the size of a photocopier.

É uma máquina do tamanho de uma fotocopiadora. E o que acontece é,

And they take your e-mail,

eles pegam seu email e cada letra em seu email,

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

eles substituem com aglomerados de 30 átomos, um para cada letra,

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

A, T, C e G no DNA. Eles formam a sequência correta,

They string them up in the right sequence,

and then they send them back to you via FedEx.

e depois mandam de volta pra você por SEDEX.

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

Então você pega 250 deles na caixa de correios em tubos pequenos.

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

Eu os misturo, adiciono um pouco de água salgada,

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

e depois adiciono esta fita longa da qual eu falava antes,

that I've stolen from a virus.

que roubei de um vírus. O que acontece é,

And then what happens is,

you heat this whole thing up to about boiling.

você aquece a coisa inteira até ferver. Você esfria

You cool it down to room temperature,

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

até a temperatura ambiente, e à medida que vai esfriando,

o que acontece é que estas fitas curtas, elas fazem o seguinte:

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

cada uma delas se liga à fita longa em um lugar,

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

e depois há uma segunda metade que se liga à fita longa

and brings those two parts of the long strand

em um lugar distance, e traz as duas partes da fita longa

close together so they stick together.

uma pra perto da outra, de forma que elas se grudem.

So the net effect of all 250 of these strands

E então o efeito final de todas essas 250 fitas é dobrar

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

a fita longa no formato que estamos querendo obter;

It'll approximate that shape.

irá se aproximar do formato. Fazemos isto pra valer no tubo de teste.

We do this for real, in the test tube.

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

Em cada gota de água temos 50 bilhões desses caras.

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

Você pode olhar com um microscópio e vê-los em uma superfície.

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

E a coisa elegante é que se você muda a sequência

e muda o feitiço, você só muda a sequência de grampos.

just change the sequence of the staples,

you can make a molecule that looks like this.

Você pode fazer uma molécula que se parece com isso, e,

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

ela gosta de sair com seus amigos, mesmo.

A lot of them are actually pretty good.

E várias delas são muito boas.

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

Se você muda o feitiço mais uma vez, você muda a sequência de novo.

you get really nice, 130-nanometer triangles.

Obtendo triângulos distintos de 130 nanômetro. Se você repete

If you do it again,

you can get arbitrary patterns.

você obtem padrões arbitrários. Então, em um retângulo

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

você pode pintar padrões de Américas do Norte e do Sul, ou a palavra "DNA".

or the words, "DNA."

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

Pois este é o origami de DNA. Isto é uma maneira. Existem muitas

There are many ways of casting molecular spells using DNA.

de lançar feitiços moleculares usando DNA.

What we really want to do in the end

No fim o que realmente queremos é aprender como programar

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

auto-montagem, para que possamos construir qualquer coisa, certo?

We want to be able to build technological artifacts

Nós queremos ser capazes de construir artefatos tecnológicos

that are maybe good for the world.

que talvez sejam bons para o mundo. Queremos aprender

We want to learn how to build biological artifacts,

como construir artefatos biológicos, como pessoas, baleias e árvores.

like people and whales and trees.

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

E se for o caso de conseguirmos alcançar este nível de complexidade,

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

se nossas habilidades para programar moléculas chegarem a ser tão boas

then that will truly be magic.

então será verdaderamente mágico. Muitíssimo obrigado.

Thank you very much.

Aplausos

(Applause)