Paul Rothemund trollbinder med DNA

Det finns ett uråldrigt och universellt koncept att ord har kraft, att trollformler existerar, och om vi endast kunde uttala de rätta orden, så, svisch! Och en lavin skulle komma och utplåna hobbitarna, eller hur? Det här är en väldigt tilltalande idé eftersom vi är väldigt lata, ungefär som trollkarlens lärling, eller världens bästa datorprogrammerare. Och därför har idén stor dragkraft hos oss. Vi älskar idén att ord, när de uttalas inte är mycket mer än ren information, men att de frammanar någon fysisk reaktion i den verkliga världen som hjälper oss att arbeta. Och när man har massvis med programmerbara datorer och robotar omkring sig så är det en lätt sak att föreställa sig. Så, hur många av er förstår vad jag pratar om? Lyft er högra hand. OK. Hur många av er vet inte vad jag pratar om? Lyft er vänsta hand. OK. Okej, bra. Det där var för enkelt. Ni har väldigt osäkra datorer, eller hur? Så, saken är den att det här är en annan sorts trollformel. Det är ett datorprogram, uppbyggt av ettor och nollor. Det kan "uttalas" av en dator och gör något sånt här. Det viktiga är att vi kan skriva det i ett högnivåspråk. En "datormagiker" kan skriva sånt. Det kan kompileras till det här -- till ettor och nollor -- och "uttalas" av en dator. Och det är det som gör datorer kraftfulla: den här typen av högnivåspråk som kan kompileras. Så, jag är här för att berätta för er att ni inte behöver någon dator för att faktiskt ha en trollformel. Faktum är att det du kan göra på molekylnivå är att om du kodar in information - om du kodar en trollformel eller ett program som molekyler - så kan fysiken faktiskt direkt tolka den informationen och köra ett program. Det är det som händer i proteiner. När den här sekvensen av aminosyror "uttalas" som atomer, så fäster de här små bokstäverna i varandra. Allt kollapsar i en tredimensionell form som omvandlas till en nanomaskin som faktiskt klipper i DNA. Och det intressanta är att om du ändrar sekvensen, så ändrar du den tredimensionella vikningen. Du får nu en DNA-häftapparat i stället. De här är den typ av molekylprogram som vi vill kunna ha möjligheten att skriva. Men problemet är att vi inte kan det maskinnära språket för proteiner; vi har inte någon kompilator för proteiner. Så jag har anslutit mig till en växande skara människor som försöker skapa molekylära trollformler med DNA. Vi använder DNA för att det är billigare, 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 programmeringsspråk för DNA och ha molekylära kompilatorer. Så, vi tror att vi kan göra det. Och min första fråga när jag gjorde det här, eller en av frågorna när jag gjorde det här -- var: Hur kan man skapa en godtycklig form eller ett godtyckligt mönster av DNA? Och jag valde att använda en sorts DNA-origami, där man tar en lång sträng av DNA och viker den till vilken form eller vilket mönster man nu kan önska sig. Så, här är en form. Jag spenderade faktiskt omkring ett år hemma, i mina underkläder, kodandes, precis som Linus [Torvalds] på bilden tidigare. Och det här programmet tar en form och spottar ut 250 DNA-sekvenser. Dessa korta DNA-sekvenser är det som kommer att vika den långa strängen till den form man vill skapa. Så man sänder ett e-mail med sekvenserna till ett företag, och vad de gör är att -- företaget "uttalar" dem i en DNA-syntesmaskin. Maskinen är ungefär lika stor som en kopieringsapparat. Och vad som händer är att de tar ditt e-mail och varje bokstav i ditt e-mail byter de ut mot 30-atomskluster, en för varje bokstav, A, T, C och G i DNA. De sätter ihop dem i rätt ordning och skickar tillbaks dem till dig via FedEx [budfirma]. Så du får med posten 250 stycken av dem i små rör. Man blandar ihop dem, tillsätter lite saltvatten, och lägger sedan i den långa strängen som jag pratade om, som jag stulit från ett virus. Och vad som sedan händer är att man värmer allt tills det nästan kokar. Du kyler det till rumstemperatur, och när du gör det så är det som händer att de korta strängarna gör följande sak: var och en av dem binder den långa strängen på ett ställe, och den andra halvan [av de korta strängarna] binder den långa strängen på ett annat ställe, sedan förs de två bitarna av strängen nära varandra, så att de fastnar i varandra. Så sluteffekten blir att alla 250 av de små strängarna används för att vika den långa strängen till den form du efterfrågar; den kommer att approximera formen. Vi gör detta på riktigt i ett provrör. I varje liten vattendroppe får du 50 miljarder av de här killarna. Du kan med ett mikroskop se på dem på en yta. Och det fina med det är att om du ändrar sekvensen och ändrar trollformeln så kan du ändra sekvensen av staplarna. Du kan skapa en molekyl som ser ut så här. Och, du vet, han gillar ju att hänga med sina polare. Och många av dem är faktiskt ganska bra. Om du ändrar trollformeln igen så ändrar du sekvensen igen. Du får riktigt fina 130 nanometer stora trianglar. Om du gör det igen så kan du få godtyckliga mönster. Så på en rektangel kan du måla mönster av Nord- och Sydamerika, eller orden "DNA." Så det är DNA-origami. Det är ett sätt. Det finns många sätt att kasta molekylära trollformler med DNA. Vad vi verkligen vill göra i slutändan är att lära oss hur man programmerar självmontering så att vi kan bygga vad som helst, eller hur? Vi vill kunna bygga teknologiska artefakter som kanske är bra för världen. Vi vill lära oss hur vi bygger biologiska artefakter, såsom människor, valar och träd. Och om det förfaller sig så att vi kan nå den nivån av komplexitet, om vår förmåga att programmera molekyler blir så bra så kommer det sannerligen att vara magiskt. Tack så mycket. (Applåder)