Paul Rothemund face o vraja cu ADN-ul

Exista un concept antic si universal ca toate cuvintele au putere, ca vrajile exista, si daca am putea doar sa pronuntam cuvintele potrivite, atunci, puuuf! Ar veni o avalansa si ar omori hobbitii, nu-i asa? Deci asta e o idee foarte atractiva pentru ca suntem foarte lenesi, ca ucenicul vrajitorului, sau ca cel mai bun programator din lume. Asa ca, ideea asta ne atrage foarte tare. Ne place ideea ca atunci cand pronuntam cuvintele -- ele sunt un pic mai mult decat informatie pura, dar evoca o anumita actiune fizica in lumea reala, care ne ajuta sa lucram. Desigur, cu atatea computere programabile si roboti prin jurul nostru, asta e usor de imaginat. Deci cati dintre voi stiu despre ce vorbesc? Ridicati mana dreapta. OK. Cati dintre voi nu stiu despre ce vorbesc? Ridicati mana stanga. OK Bine. Asta e grozav. Deci asta a fost prea usor. Voi aveti computere foarte nesigure, asa-i? Dar asta e un alt tip de vraja. Asta este un program de calculator format din zero si unu. Poate fi pronuntat pe un calculator. Face ceva de genul asta. Important e ca il putem scrie intr-un limbaj de nivel inalt. Un magician de calculatoare poate scrie asta. Poate fi compilat in asta -- zero si unu -- si pronuntat de un calculator. Si asta e ce le face pe calculatoare puternice: aceste limbaje de nivel inalt care pot fi compilate. Asadar, sunt aici sa va spun ca nu ai nevoie de un calculator pentru a avea o vraja. De fapt, ce poti face la nivel molecular este ca daca vei codifica informatia -- vei codifica o vraja sau un program ca molecule -- atunci fizica poate interpreta direct aceasta informatie si sa deruleze un program. Asta se intampla in proteine. Cand aceasta secventa de amino acizi e pronuntata ca atomi, aceste litere mici sunt lipicioase una pentru cealalta. Se strange intr-o forma tridimensionala care se transforma intr-o nanomasina care practic taie ADN. Si lucrul interesant este ca daca schimbi secventa, schimbi si impaturirea tridimensionala. Obtii acum un capsator ADN in loc. Acestea sunt tipurile de programe moleculare pe care vrem sa fim in stare sa le scriem, dar problema este ca nu stim limbajul proteinelor; nu avem un compilator pentru proteine. Deci m-am alaturat unui grup de oameni care incearca sa faca vraji moleculare utilizand ADN. Folosim ADN pentru ca e mai ieftin. E mai usor de manipulat. E ceva ce intelegem foarte bine. Il intelegem atat de bine incat credem ca putem chiar sa scriem limbaje de programare pentru ADN si sa avem compilatoare moleculare. Asadar, putem face asta. Si prima mea intrebare in legatura cu asta -- sau una din intrebarile mele in legatura cu asta -- era: Cum poti face o forma oarecare sau un model din ADN? Si am decis sa folosesc un fel de ADN origami, unde iei o fasie lunga de ADN si o impaturesti in orice forma sau model vrei. Deci asta e o forma. Am petrecut de fapt aproximativ un an acasa, codand, ca Linus [Torvalds], in imaginea de mai inainte. Si programul asta ia o forma, da nastere la 250 de secvente ADN. Aceste scurte secvente de ADN sunt fasia pe care o sa o impaturim in aceasta forma pe care vrem sa o creem. Asa ca trimiti un email cu aceste secvente in el la o companie, si ce face -- compania le pronunta cu un sintetizator ADN. E o masina cam de marimea unui fotocopiator. Si ce se intampla e ca, ei iau email-ul tau si fiecare litera din el, il inlocuiesc cu o grupare de 30 de atomi, unul pentru fiecare litera, A, T, C si G in ADN. Le leaga in secventele corecte, si apoi ti le trimit inapoi prin FexEx. Asa ca primesti 250 din astea in posta in tuburi mici. Eu le-am amestecat, am adaugat un pic de apa sarata, si am adaugat aceasta fasie lunga de care va spuneam, pe care am furat-o de la un virus. Si ceea ce se intampla este ca, incalzesti toata asta pana aproape de fierbere. O racesti la temperatura camerei, si pe masura ce faci asta, ce se intampla e ca fasiile alea scurte, fac urmatorul lucru: fiecare din ele leaga fasia aia lunga in cate un loc, si apoi mai are o jumatate care leaga fasia mare intr-un loc mai indepartat, si aduce acele doua parti din fasia mare aproape una de alta, astfel incat se lipesc. Asadar efectul net al tuturor celor 250 de fasii este sa impatureasca fasia mare in forma pe care o vrei; o sa aproximeze forma respectiva. Facem asta in realitate in tub de testare. In fiecare picatura de apa obtii 50 de miliarde din acestea. Poti sa te uiti cu un microscop si sa le vezi pe o suprafata. Si lucrul frumos este ca daca schimbi secventa si modifici vraja, schimbi pur si simplu secventa capselor. Poti face o molecula care sa arate asa, si careia de fapt, ii place sa stea cu prietenii ei. Si multe dintre ele sunt chiar reusite. Daca schimbi iar vraja, modifici din nou secventa. Obtii triunghiuri foarte dragute de 130 de nanometri. Daca faci asta din nou, poti obtine modele intamplatoare. Asadar pe un dreptunghi poti desena modele ale Americii de Nord si de Sud, sau literele "ADN". Asadar asta este ADN origami. Asta e o modalitate. Sunt mai multe modalitati, de a face vraji moleculare folosind ADN. Ceea ce vrem sa facem in final este sa invatam cum sa programam auto-asamblarea, asa incat sa putem construi orice. Vrem sa putem construi artefacte tehnologice care poate ar fi folositoare pentru omenire. Vrem sa invatam cum sa construim artefacte biologice, ca oameni si balene si copaci. Si daca vom atinge gradul acela de complexitate, daca abilitatea noastra de a programa molecule ajunge sa fie atat de buna, atunci asta va fi cu adevarat magic. Multumesc foarte mult. (Aplauze)