Paul Rothemund: Casting spells with DNA

Översättare: Anton Älgmyr Granskare: Matti Jääaro

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

Det finns ett uråldrigt och universellt koncept att ord har kraft,

that spells exist,

att trollformler existerar, och om vi endast kunde uttala de rätta orden,

and that if we could only pronounce the right words,

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

så, svisch! Och en lavin skulle komma

and wipe out the hobbits, right?

och utplåna hobbitarna, eller hur? Det här är en väldigt tilltalande idé

So this is a very attractive idea,

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

eftersom vi är väldigt lata, ungefär som trollkarlens lärling,

or the world's greatest computer programmer.

eller världens bästa datorprogrammerare.

This idea has a lot of traction with us.

Och därför har idén stor dragkraft hos oss.

We love the idea that words, when pronounced,

Vi älskar idén att ord, när de uttalas

are little more than pure information,

inte är mycket mer än ren information,

but they evoke physical action in the real world

men att de frammanar någon fysisk reaktion

that helps us do work.

i den verkliga världen som hjälper oss att arbeta.

Och när man har massvis med programmerbara datorer

So, of course, with lots of programmable computers

and robots around,

och robotar omkring sig så är det en lätt sak att föreställa sig.

this is an easy thing to picture.

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

Så, hur många av er förstår vad jag pratar om?

Raise your right hand.

Lyft er högra hand. OK. Hur många av er

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

vet inte vad jag pratar om? Lyft er vänsta hand. OK.

Raise your left hand.

Okej, bra. Det där var för enkelt.

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

You guys have very insecure computers, OK?

Ni har väldigt osäkra datorer, eller hur?

Så, saken är den att det här är en annan sorts trollformel.

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

This is a computer program made of zeros and ones.

Det är ett datorprogram, uppbyggt av ettor och nollor.

Det kan "uttalas" av en dator och gör något sånt här.

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

Det viktiga är att vi kan skriva det i ett högnivåspråk.

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

En "datormagiker" kan skriva sånt.

A computer magician can write this thing.

Det kan kompileras till det här -- till ettor och nollor --

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

och "uttalas" av en dator.

And that's what makes computers powerful,

Och det är det som gör datorer kraftfulla:

these high-level languages that can be compiled.

den här typen av högnivåspråk som kan kompileras.

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

Så, jag är här för att berätta för er att ni inte behöver någon dator

to actually have a spell.

för att faktiskt ha en trollformel. Faktum är att det du kan göra

In fact, what you can do at the molecular level

på molekylnivå är att om du kodar in information -

is that if you encode information --

you encode a spell or program as molecules --

om du kodar en trollformel eller ett program som molekyler -

then physics can actually directly interpret that information

så kan fysiken faktiskt direkt tolka den informationen

and run a program.

och köra ett program. Det är det som händer i proteiner.

It's what happens in proteins.

When this amino-acid sequence gets pronounced as atoms,

När den här sekvensen av aminosyror "uttalas" som atomer,

these little letters are sticky for each other.

så fäster de här små bokstäverna i varandra.

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

Allt kollapsar i en tredimensionell form som omvandlas till

that actually cuts DNA.

en nanomaskin som faktiskt klipper i DNA.

The interesting thing is that if you change the sequence,

Och det intressanta är att om du ändrar sekvensen,

you change the three-dimensional folding.

så ändrar du den tredimensionella vikningen.

You get, now, a DNA stapler, instead.

Du får nu en DNA-häftapparat i stället. De här är den typ av

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

molekylprogram som vi vill kunna ha möjligheten att skriva.

The problem is, we don't know

Men problemet är att vi inte kan det maskinnära språket för

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

proteiner; vi har inte någon kompilator för proteiner.

So I've joined a growing band of people

Så jag har anslutit mig till en växande skara människor som försöker skapa

that try to make molecular spells using DNA.

molekylära trollformler med DNA. Vi använder DNA för att det är billigare,

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

it's something we understand really well --

det är lättare att hantera och det är något som vi förstår väldigt väl.

Vi förstår det faktiskt så väl att vi faktiskt tror att vi kan skriva

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

programming languages for DNA and have molecular compilers.

programmeringsspråk för DNA och ha molekylära kompilatorer.

So then, we think we can do that.

Så, vi tror att vi kan göra det. Och min första fråga när jag gjorde det här,

One of my first questions doing this was:

eller en av frågorna när jag gjorde det här -- var: Hur kan man skapa

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

en godtycklig form eller ett godtyckligt mönster av DNA? Och jag valde att använda

I decided to use a type of DNA origami,

en sorts DNA-origami, där man tar en lång sträng av DNA

where you take a long strand of DNA

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

och viker den till vilken form eller vilket mönster man nu kan önska sig.

So here's a shape.

Så, här är en form. Jag spenderade faktiskt omkring ett år hemma,

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

i mina underkläder, kodandes, precis som Linus [Torvalds] på bilden tidigare.

like Linus [Torvalds], in that picture before.

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

Och det här programmet tar en form och spottar ut 250 DNA-sekvenser.

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

Dessa korta DNA-sekvenser är det som kommer att vika den långa strängen

into this shape that we want to make.

till den form man vill skapa. Så man sänder ett e-mail

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

med sekvenserna till ett företag, och vad de gör är att --

to a company,

and the company pronounces them on a DNA synthesizer,

företaget "uttalar" dem i en DNA-syntesmaskin.

a machine about the size of a photocopier.

Maskinen är ungefär lika stor som en kopieringsapparat. Och vad som händer är att

And they take your e-mail,

de tar ditt e-mail och varje bokstav i ditt e-mail

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

byter de ut mot 30-atomskluster, en för varje bokstav,

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

A, T, C och G i DNA. De sätter ihop dem i rätt ordning

They string them up in the right sequence,

and then they send them back to you via FedEx.

och skickar tillbaks dem till dig via FedEx [budfirma].

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

Så du får med posten 250 stycken av dem i små rör.

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

Man blandar ihop dem, tillsätter lite saltvatten,

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

och lägger sedan i den långa strängen som jag pratade om,

that I've stolen from a virus.

som jag stulit från ett virus. Och vad som sedan händer är att

And then what happens is,

you heat this whole thing up to about boiling.

man värmer allt tills det nästan kokar. Du kyler det

You cool it down to room temperature,

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

till rumstemperatur, och när du gör det

så är det som händer att de korta strängarna gör följande sak:

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

var och en av dem binder den långa strängen på ett ställe,

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

och den andra halvan [av de korta strängarna] binder den långa strängen

and brings those two parts of the long strand

på ett annat ställe, sedan förs de två bitarna av strängen

close together so they stick together.

nära varandra, så att de fastnar i varandra.

So the net effect of all 250 of these strands

Så sluteffekten blir att alla 250 av de små strängarna används för att vika

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

den långa strängen till den form du efterfrågar;

It'll approximate that shape.

den kommer att approximera formen. Vi gör detta på riktigt i ett provrör.

We do this for real, in the test tube.

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

I varje liten vattendroppe får du 50 miljarder av de här killarna.

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

Du kan med ett mikroskop se på dem på en yta.

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

Och det fina med det är att om du ändrar sekvensen

och ändrar trollformeln så kan du ändra sekvensen av staplarna.

just change the sequence of the staples,

you can make a molecule that looks like this.

Du kan skapa en molekyl som ser ut så här. Och, du vet,

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

han gillar ju att hänga med sina polare.

A lot of them are actually pretty good.

Och många av dem är faktiskt ganska bra.

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

Om du ändrar trollformeln igen så ändrar du sekvensen igen.

you get really nice, 130-nanometer triangles.

Du får riktigt fina 130 nanometer stora trianglar. Om du gör det igen

If you do it again,

you can get arbitrary patterns.

så kan du få godtyckliga mönster. Så på en rektangel

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

kan du måla mönster av Nord- och Sydamerika, eller orden "DNA."

or the words, "DNA."

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

Så det är DNA-origami. Det är ett sätt. Det finns många sätt

There are many ways of casting molecular spells using DNA.

att kasta molekylära trollformler med DNA.

What we really want to do in the end

Vad vi verkligen vill göra i slutändan är att lära oss hur man programmerar

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

självmontering så att vi kan bygga vad som helst, eller hur?

We want to be able to build technological artifacts

Vi vill kunna bygga teknologiska artefakter

that are maybe good for the world.

som kanske är bra för världen. Vi vill lära oss

We want to learn how to build biological artifacts,

hur vi bygger biologiska artefakter, såsom människor, valar och träd.

like people and whales and trees.

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

Och om det förfaller sig så att vi kan nå den nivån av komplexitet,

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

om vår förmåga att programmera molekyler blir så bra

then that will truly be magic.

så kommer det sannerligen att vara magiskt. Tack så mycket.

Thank you very much.

(Applåder)

(Applause)