ABOUT THE SPEAKER
Paul Rothemund - DNA origamist
Paul Rothemund folds DNA into shapes and patterns. Which is a simple enough thing to say, but the process he has developed has vast implications for computing and manufacturing -- allowing us to create things we can now only dream of.

Why you should listen

Paul Rothemund won a MacArthur grant this year for a fairly mystifying study area: "folding DNA." It brings up the question: Why fold DNA? The answer is -- because the power to manipulate DNA in this way could change the way we make things at a very basic level.

Rothemund's work combines the study of self-assembly (watch the TEDTalks from Neil Gershenfeld and Saul Griffith for more on this) with the research being done in DNA nanotechnology -- and points the way toward self-assembling devices at microscale, making computer memory, for instance, smaller, faster and maybe even cheaper.

More profile about the speaker
Paul Rothemund | Speaker | TED.com
TED2008

Paul Rothemund: DNA folding, in detail

بول روثموند: تفاصيل عملية طي الحمض النووي

Filmed:
752,456 views

في عام 2007 بول روثموند لخص بحثه في طي الحمض النووي. الآن هو يشرح بالتفصيل المستقبل الواعد في هذا المجال: إنتاج آلات ذاتية الصنع.
- DNA origamist
Paul Rothemund folds DNA into shapes and patterns. Which is a simple enough thing to say, but the process he has developed has vast implications for computing and manufacturing -- allowing us to create things we can now only dream of. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
So, people argueتجادل vigorouslyبنشاط about the definitionفريف of life.
0
0
3000
حسناً, الكثيرون يتناقشون حول تعريف للحياة.
00:15
They askيطلب if it should have reproductionاستنساخ in it, or metabolismالتمثيل الغذائي, or evolutionتطور.
1
3000
5000
يتسألون هل تعريف الحياة يعتمد على التكاثر, الأيض, أم التطور.
00:20
And I don't know the answerإجابة to that, so I'm not going to tell you.
2
8000
2000
وأنا لا أدري ماهي الإجابة ... فلن أخبركم بهذا.
00:22
I will say that life involvesيتضمن computationحساب.
3
10000
3000
ولكن سأقول أن الحياة تعتمد على الحسابات
00:25
So this is a computerالحاسوب programبرنامج.
4
13000
2000
فهذا هو برنامج كمبيوتر.
00:27
Bootedتمهيد up in a cellخلية - زنزانة, the programبرنامج would executeنفذ - اعدم,
5
15000
3000
حمله إلى خلية ما , والبرنامج سينفذ
00:30
and it could resultنتيجة in this personشخص;
6
18000
3000
وممكن أن ينتج هذا الشخص
00:33
or with a smallصغير changeيتغيرون, it could resultنتيجة in this personشخص;
7
21000
3000
و أي تغيير صغير, يمكن أن ينتج هذا الشخص..
00:36
or anotherآخر smallصغير changeيتغيرون, this personشخص;
8
24000
2000
أو تغيير صغير آخر سينتج هذا الشخص,
00:38
or with a largerأكبر changeيتغيرون, this dogالكلب,
9
26000
3000
أو بتغيير أكبر نحصل على كلب
00:41
or this treeشجرة, or this whaleحوت.
10
29000
2000
أو هذه الشجرة, أو هذا الحوت.
00:43
So now, if you take this metaphorتشابه مستعار
11
31000
2000
حسناً الآن لنأخذ هذا التشبيه
00:45
[of] genomeالجينوم as programبرنامج seriouslyبشكل جاد,
12
33000
2000
فخريطة الجينات البشرية هي كالبرنامج.
00:47
you have to considerيعتبر that Chrisكريس Andersonأندرسون
13
35000
2000
عليكم التفكير في أن كريس أندرسون
00:49
is a computer-fabricatedملفقة الكمبيوتر artifactالأداة, as is Jimجيم Watsonواتسون,
14
37000
3000
هو تحفة مصنوعة عن طريق الكمبيوتر كما هو جيم واتسون
00:52
Craigكريج Venterبطن, as are all of us.
15
40000
3000
وكريج فينتر أيضاً ,و كلنا كذلك.
00:55
And in convincingمقنع yourselfنفسك that this metaphorتشابه مستعار is trueصحيح,
16
43000
2000
وبالإعتقاد بأن هذا التشبيه حقيقي
00:57
there are lots of similaritiesالتشابه betweenما بين geneticوراثي programsبرامج
17
45000
2000
نكتشف أن هناك الكثير من التشابه بين عمل الجينات
00:59
and computerالحاسوب programsبرامج that could help to convinceإقناع you.
18
47000
3000
وبرنامج الكمبيوتر, هذا سيساعدكم على الاقتناع.
01:02
But one, to me, that's mostعظم compellingقهري
19
50000
2000
ولكن ربما ماهو مقنع أكثر
01:04
is the peculiarغريب sensitivityحساسية to smallصغير changesالتغييرات
20
52000
3000
هو الحساسية لأصغر التغييرات
01:07
that can make largeكبير changesالتغييرات in biologicalبيولوجي developmentتطوير -- the outputانتاج.
21
55000
3000
والتي تستطيع أن تحدث تغييرات كبيرة في المنتج.
01:10
A smallصغير mutationطفره can take a two-wingالجناح اثنين flyيطير
22
58000
2000
طفرة صغيرة ممكن أن تحدث في ذبابة ذات جناحين
01:12
and make it a four-wingأربع سنوات الجناح flyيطير.
23
60000
1000
وتجعلها بأربع أجنحة
01:13
Or it could take a flyيطير and put legsالساقين where its antennaeهوائيات should be.
24
61000
4000
أو تجعل للذبابة أرجل مكان قرون الاستشعار.
01:17
Or if you're familiarمألوف with "The Princessأميرة Brideعروس,"
25
65000
2000
أو لو تعرفون الأميرة العروس,
01:19
it could createخلق a six-fingeredست سنوات FINGERED man.
26
67000
2000
بإمكاننا صنع رجل له ستة أصابع في يده,
01:21
Now, a hallmarkسمة مميزة of computerالحاسوب programsبرامج
27
69000
2000
السمة المميزة لبرامج الكمبيوتر
01:23
is just this kindطيب القلب of sensitivityحساسية to smallصغير changesالتغييرات.
28
71000
3000
هي هذه الحساسية لأصغر التغييرات
01:26
If your bankبنك account'sالحساب one dollarدولار, and you flipيواجه a singleغير مرتبطة bitقليلا,
29
74000
2000
فلو كان حسابك البنكي يحتوي على دولار واحد, وتم تغير رقم واحد فحسب ,
01:28
you could endالنهاية up with a thousandألف dollarsدولار.
30
76000
2000
بإمكانك أن تحصل على ألف دولار
01:30
So these smallصغير changesالتغييرات are things that I think
31
78000
3000
إذاً هذه التغييرات الصغيرة أعتقد أنها..
01:33
that -- they indicateتشير to us that a complicatedمعقد computationحساب
32
81000
2000
تشير إلى أن حسابات معقدة
01:35
in developmentتطوير is underlyingالأساسية these amplifiedتضخيمها, largeكبير changesالتغييرات.
33
83000
4000
هي التي تؤدي إلى إحداث وتضخيم هذه التغييرات.
01:39
So now, all of this indicatesيشير that there are molecularجزيئي programsبرامج underlyingالأساسية biologyمادة الاحياء,
34
87000
6000
لذلك, كل هذا يشير إلى وجود برامج جزيئية لتأسيس علم الأحياء,
01:45
and it showsعروض the powerقوة of molecularجزيئي programsبرامج -- biologyمادة الاحياء does.
35
93000
4000
وعلم الأحياء يدل على قوة هذه البرامج الجزيئية.
01:49
And what I want to do is writeاكتب molecularجزيئي programsبرامج,
36
97000
2000
وماأريد أن أفعله هو كتابة برنامج جزيئي,
01:51
potentiallyيحتمل to buildبناء technologyتقنية.
37
99000
2000
بهدف بناء هذه التكنولوجيا.
01:53
And there are a lot of people doing this,
38
101000
1000
وهناك العديد من الأشخاص الذين يعملون على ذلك.
01:54
a lot of syntheticاصطناعي biologistsعلماء الأحياء doing this, like Craigكريج Venterبطن.
39
102000
3000
الكثير من خبراء البيولوجيا الصناعية يعملون على ذلك مثل كريغ فينتر
01:57
And they concentrateتركيز on usingاستخدام cellsخلايا.
40
105000
2000
وهم يركزون على استعمال الخلايا.
01:59
They're cell-orientedالموجهة للخلية.
41
107000
2000
هم مهتمون أكثر بالخلايا.
02:01
So my friendsاصحاب, molecularجزيئي programmersالمبرمجين, and I
42
109000
2000
حسناً العديد من أصدقائي المبرمجين الجزيئيين وأنا,
02:03
have a sortفرز of biomolecule-centricجزيء حيوي المرتكزة approachمقاربة.
43
111000
2000
لدينا مخطط مبني على نظرة حيوية جزيئية.
02:05
We're interestedيستفد in usingاستخدام DNAالحمض النووي, RNARNA and proteinبروتين,
44
113000
3000
نحن مهتمون بالحمضين النووي الريبوزي والديوكسي رايبوزي بالإضافة إلى البروتينات,
02:08
and buildingبناء newالجديد languagesاللغات for buildingبناء things from the bottomالأسفل up,
45
116000
3000
وإنشاء لغات مختلفة لبناء الأشياء من القاعدة إلى القمة,
02:11
usingاستخدام biomoleculesالجزيئات الحيوية,
46
119000
1000
باستخدام الجزيئات الحيوية,
02:12
potentiallyيحتمل havingوجود nothing to do with biologyمادة الاحياء.
47
120000
3000
بدون اللجوء إلى العملية الحيوية الطبيعية.
02:15
So, these are all the machinesآلات in a cellخلية - زنزانة.
48
123000
4000
حسناً هذه هي كل المعدات في الخلية.
02:19
There's a cameraالة تصوير.
49
127000
2000
هناك كاميرا.
02:21
There's the solarشمسي panelsلوحات of the cellخلية - زنزانة,
50
129000
1000
هناك ألواح شمسية في الخلية
02:22
some switchesمفاتيح that turnمنعطف أو دور your genesالجينات on and off,
51
130000
2000
وهناك بعض الأزرار لتشغيل الجين أو تعطيله,
02:24
the girdersالعوارض of the cellخلية - زنزانة, motorsالمحركات that moveنقل your musclesالعضلات.
52
132000
3000
دعامات الخلية وهي المحركات التي تحرك عضلاتك.
02:27
My little groupمجموعة of molecularجزيئي programmersالمبرمجين
53
135000
2000
فريقي الصغير من الباحثين هم مبرمجون جزيئيون
02:29
are tryingمحاولة to refashionإعادة تشكيل all of these partsأجزاء from DNAالحمض النووي.
54
137000
4000
وهم يحاولون تغيير هذه الأجزاء من الحمض النووي الديوكسي رايبوزي
02:33
We're not DNAالحمض النووي zealotsالمتعصبون, but DNAالحمض النووي is the cheapestأرخص,
55
141000
2000
نحن مهوسو حمض نووي والحمض النووي هو الأرخص,
02:35
easiestأسهل to understandتفهم and easyسهل to programبرنامج materialمواد to do this.
56
143000
3000
والأسهل في الفهم و الأسهل للاستخدام لبرمجة المواد لفعل هذا
02:38
And as other things becomeيصبح easierأسهل to use --
57
146000
2000
والأشياء الأخرى تصبح أسهل للاستعمال...
02:40
maybe proteinبروتين -- we'llحسنا work with those.
58
148000
3000
ربما البروتين أيضاً... سوف نعمل على هذه الأشياء.
02:43
If we succeedينجح, what will molecularجزيئي programmingبرمجة look like?
59
151000
2000
لو نجحنا, كيف ستبدو البرمجة الجزيئية؟
02:45
You're going to sitتجلس in frontأمامي of your computerالحاسوب.
60
153000
2000
سوف تجلس أمام كمبيوترك.
02:47
You're going to designالتصميم something like a cellخلية - زنزانة phoneهاتف,
61
155000
2000
سوف تقوم بتصميم شيء كالهاتف الجوال مثلاً,
02:49
and in a high-levelمستوى عال languageلغة, you'llعليك describeوصف that cellخلية - زنزانة phoneهاتف.
62
157000
2000
وبلغة عالية المستوى في التخصص سوف تصف هذا الهاتف الجوال.
02:51
Then you're going to have a compilerمترجم
63
159000
2000
سوف تحتاج لمجمع
02:53
that's going to take that descriptionوصف
64
161000
1000
والمجمع سوف يأخذ الوصف للهاتف الجوال
02:54
and it's going to turnمنعطف أو دور it into actualفعلي moleculesجزيئات
65
162000
2000
وسوف يحول الوصف والمعلومات إلى جزيئات حقيقية
02:56
that can be sentأرسلت to a synthesizerالمزج
66
164000
2000
تنتقل هذه الجزيئات إلى المصنّع
02:58
and that synthesizerالمزج will packحزمة those moleculesجزيئات into a seedبذرة.
67
166000
3000
والمصنع سوف يضم الجزيئات كبذرة,
03:01
And what happensيحدث if you waterماء and feedتغذية that seedبذرة appropriatelyبشكل مناسب,
68
169000
3000
ومايحدث عند سقاية البذور والعناية بها بشكل سليم,
03:04
is it will do a developmentalالتنموية computationحساب,
69
172000
2000
هو أنها سوف تقوم بحسابات تطويرية
03:06
a molecularجزيئي computationحساب, and it'llأنه سوف buildبناء an electronicإلكتروني computerالحاسوب.
70
174000
3000
حسابات جزئيئة و سوف تبني جهاز حاسوب الكتروني.
03:09
And if I haven'tلم revealedأظهرت my prejudicesالتحيزات alreadyسابقا,
71
177000
2000
ولو لم أظهر ميولي وتعصبي بعد,
03:12
I think that life has been about molecularجزيئي computersأجهزة الكمبيوتر
72
180000
2000
أعتقد أن الحياة هي عبارة عن كمبيوترات وحاسوبات جزيئية
03:14
buildingبناء electrochemicalالكهروكيميائية computersأجهزة الكمبيوتر,
73
182000
2000
تبني كمبيوترات كهروكيميائية
03:16
buildingبناء electronicإلكتروني computersأجهزة الكمبيوتر,
74
184000
2000
و كمبيوترات الكترونية
03:18
whichالتي togetherسويا with electrochemicalالكهروكيميائية computersأجهزة الكمبيوتر
75
186000
2000
ومع بعضهم
03:20
will buildبناء newالجديد molecularجزيئي computersأجهزة الكمبيوتر,
76
188000
2000
سوف يبنون كمبيوترات جزيئية
03:22
whichالتي will buildبناء newالجديد electronicإلكتروني computersأجهزة الكمبيوتر, and so forthعليها.
77
190000
3000
وبدورها تبني كمبيوترات إلكترونية وما إلى ذلك.
03:25
And if you buyيشترى all of this,
78
193000
1000
ولو صدقت كل هذا,
03:26
and you think life is about computationحساب, as I do,
79
194000
2000
وكنت تعتقد أن الحياة هي عبارة عن حسابات كما أفعل,
03:28
then you look at bigكبير questionsالأسئلة throughعبر the eyesعيون of a computerالحاسوب scientistامن.
80
196000
3000
عندها ستنظر للأسئلة المهمة من وجهة نظر مبرمجي الكمبيوتر.
03:31
So one bigكبير questionسؤال is, how does a babyطفل know when to stop growingمتزايد?
81
199000
4000
وهذا السؤال الكبير هو كيف يعرف الطفل متى يتوقف عن النمو؟
03:35
And for molecularجزيئي programmingبرمجة,
82
203000
2000
وبالنسبة للمبرمج الجزيئي,
03:37
the questionسؤال is how does your cellخلية - زنزانة phoneهاتف know when to stop growingمتزايد?
83
205000
2000
السؤال هو كيف يعرف هاتفك الجوال متى يتوقف عن النمو؟
03:39
(Laughterضحك)
84
207000
1000
(ضحك)
03:40
Or how does a computerالحاسوب programبرنامج know when to stop runningجري?
85
208000
3000
أو كيف يعرف برنامج الكمبيوتر متى يتوجب عليه التوقف عن العمل ؟
03:43
Or more to the pointنقطة, how do you know if a programبرنامج will ever stop?
86
211000
3000
أو سؤال مباشر أكثر. كيف تعرف ما إذا كان البرنامج سوف يتوقف؟
03:46
There are other questionsالأسئلة like this, too.
87
214000
2000
هناك العديد من الأسئلة كهذه أيضاً.
03:48
One of them is Craigكريج Venter'sوفنتر questionسؤال.
88
216000
2000
واحد من تلك الأسئلة هو سؤال كريج فنتر.
03:50
Turnsيتحول out I think he's actuallyفعلا a computerالحاسوب scientistامن.
89
218000
2000
يبدو أنه فعلاً مبرمج كمبيوتر.
03:52
He askedطلبت, how bigكبير is the minimalأدنى genomeالجينوم
90
220000
3000
هو سأل ما هو حجم أصغر جينوم
03:55
that will give me a functioningتسيير microorganismبكتيريا?
91
223000
2000
بحيث يعطي أصغر كائن حي؟
03:57
How fewقليل genesالجينات can I use?
92
225000
2000
كيف نستطيع استخدام عدد قليل من الجينات؟
03:59
This is exactlyبالضبط analogousمماثل to the questionسؤال,
93
227000
2000
هذا مماثل للسؤال ,
04:01
what's the smallestأصغر programبرنامج I can writeاكتب
94
229000
1000
ما هو أصغر برنامج أستطيع كتابته
04:02
that will actفعل exactlyبالضبط like Microsoftمايكروسوفت Wordكلمة?
95
230000
2000
والذي سيتصرف تماماً مثل مايكروسوفت وورد؟
04:04
(Laughterضحك)
96
232000
1000
(ضحك)
04:05
And just as he's writingجاري الكتابة, you know, bacteriaبكتيريا that will be smallerالأصغر,
97
233000
4000
وعندما هو يبرمج مستهدفاً الحصول على البكتيريا الصغيرة
04:09
he's writingجاري الكتابة genomesالجينوم that will work,
98
237000
1000
هو يصنع في الحقيقة على جينوم فعال,
04:10
we could writeاكتب smallerالأصغر programsبرامج
99
238000
2000
باستطاعتنا كتابة برامج أصغر
04:12
that would do what Microsoftمايكروسوفت Wordكلمة does.
100
240000
2000
بإمكانه عمل مايعمله مايكروسوفت وورد.
04:14
But for molecularجزيئي programmingبرمجة, our questionسؤال is,
101
242000
2000
ولكن للبرمجة الجزيئية ، سؤالنا هو ؟
04:16
how manyكثير moleculesجزيئات do we need to put in that seedبذرة to get a cellخلية - زنزانة phoneهاتف?
102
244000
4000
كم عدد الجزيئات التي نحتاجها لوضعها في البذور للحصول على الهاتف الخليوي؟
04:20
What's the smallestأصغر numberرقم we can get away with?
103
248000
2000
ما هو أصغر عدد بإمكاننا أن نعتمد عليه ؟
04:22
Now, these are bigكبير questionsالأسئلة in computerالحاسوب scienceعلم.
104
250000
2000
الأن , هذه هي الأسئلة الكبيرة في علوم الكمبيوتر.
04:24
These are all complexityتعقيد questionsالأسئلة,
105
252000
2000
كل هذه اسئلة معقدة ..
04:26
and computerالحاسوب scienceعلم tellsيروي us that these are very hardالصعب questionsالأسئلة.
106
254000
2000
وعلوم الكمبيوتر يخبرنا أن هذه هي الأسئلة الصعبة جدا
04:28
Almostتقريبيا -- manyكثير of them are impossibleغير ممكن.
107
256000
2000
تقريبا -- وكثير منها من المستحيل.
04:30
But for some tasksمهام, we can startبداية to answerإجابة them.
108
258000
3000
ولكن بالنسبة لبعض المهام ، يمكن أن نبدأ في الإجابة عليها.
04:33
So, I'm going to startبداية askingيسأل those questionsالأسئلة
109
261000
1000
وهكذا ، وانا سوف أبدء بطرح هذه الأسئلة
04:34
for the DNAالحمض النووي structuresالهياكل I'm going to talk about nextالتالى.
110
262000
3000
خلال تحدثي عن هياكل الحمض النووي
04:37
So, this is normalعادي DNAالحمض النووي, what you think of as normalعادي DNAالحمض النووي.
111
265000
3000
هكذا ، وهذا هو الحمض النووي المعتاد ، ما تظنوننه الحمض النووي المعتاد
04:40
It's double-strandedالمزدوج تقطعت بهم السبل, it's a doubleمزدوج helixحلزون,
112
268000
2000
انه اللولب المزدوج المنطبق
04:42
has the As, Tsالخبر, Csخدمات العملاء and Gsع that pairزوج to holdمعلق the strandsجدائل togetherسويا.
113
270000
3000
لديه ازواج من ( الثايمين Thymine وتختصر T , السايتوسين Cytosine وتختصر C , أدينين Adenine وتختصر A , غوانين Guanine وتختصر G )
04:45
And I'm going to drawرسم it like this sometimesبعض الأحيان,
114
273000
2000
وسوف ارسمه بهذه الشاكلة
04:47
just so I don't scareفزع you.
115
275000
2000
لكي لا أخيفكم
04:49
We want to look at individualفرد strandsجدائل and not think about the doubleمزدوج helixحلزون.
116
277000
3000
ونحن نريد أن ننظر إلى خيوط فردية وليس التفكير في اللولب المزدوج
04:52
When we synthesizeتركيب it, it comesيأتي single-strandedاحد الذين تقطعت بهم السبل,
117
280000
3000
وعندما نقوم بفك ذلك ، فإنه سنحصل على صف واحد ،
04:55
so we can take the blueأزرق strandساحل in one tubeالة النفخ
118
283000
3000
حتى نتمكن من اتخاذ الوتر الازرق في أنبوب واحد
04:58
and make an orangeالبرتقالي strandساحل in the other tubeالة النفخ,
119
286000
2000
والوتر البرتقالي في انبوب آخر
05:00
and they're floppyالمرن when they're single-strandedاحد الذين تقطعت بهم السبل.
120
288000
2000
وهم ذوي مرونة جيدة في حال كانوا في حالة غير مزدوجة
05:02
You mixمزج them togetherسويا and they make a rigidجامد doubleمزدوج helixحلزون.
121
290000
3000
ومن ثم يمكن خلطهم سوية لكي نحصل على لولب مزدوج صلب
05:05
Now for the last 25 yearsسنوات,
122
293000
2000
الآن على مدى السنوات ال 25 الماضية
05:07
Nedنيد Seemanسيمان and a bunchباقة of his descendantsأحفاد
123
295000
2000
نيد سيمان وحفنة من زملائه
05:09
have workedعمل very hardالصعب and madeمصنوع beautifulجميلة three-dimensionalثلاثي الأبعاد structuresالهياكل
124
297000
3000
عملوا بمجهود كبير لكي يصنعوا هذه المجسمات ثلاثية الابعاد
05:12
usingاستخدام this kindطيب القلب of reactionرد فعل of DNAالحمض النووي strandsجدائل comingآت togetherسويا.
125
300000
3000
ياستخدام ردات فعل الحمض النووي هذه التي تجعله يتصل فيما بينه
05:15
But a lot of theirهم approachesاقتراب, thoughاعتقد elegantأنيق, take a long time.
126
303000
3000
والعديد من تلك المجسمات " الأنيقة " أخذت وقتاً طويلاً
05:18
They can take a coupleزوجان of yearsسنوات, or it can be difficultصعب to designالتصميم.
127
306000
3000
بعضها استغرق عامين من اجل تصميمه
05:21
So I cameأتى up with a newالجديد methodطريقة a coupleزوجان of yearsسنوات agoمنذ
128
309000
3000
من عامين خرجت بنظرية أسميتها
05:24
I call DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق
129
312000
1000
أوريجامي الحمض النووي
05:25
that's so easyسهل you could do it at home in your kitchenمطبخ
130
313000
2000
انها بسيطة جداً ويمكن استخدامها في مطبخ منزلك
05:27
and designالتصميم the stuffأمور on a laptopحاسوب محمول.
131
315000
2000
ويمكنك تصميمه على الحاسوب
05:29
But to do it, you need a long, singleغير مرتبطة strandساحل of DNAالحمض النووي,
132
317000
3000
ولكن لكي تقوم بذلك .. عليك ان تملك شريط طويل من الحمض النووي
05:32
whichالتي is technicallyفنيا very difficultصعب to get.
133
320000
2000
وهو أمرٌ بالغ الصعوبة
05:34
So, you can go to a naturalطبيعي >> صفة sourceمصدر.
134
322000
2000
يجب البحث عنه في المصادر الطبيعية
05:36
You can look in this computer-fabricatedملفقة الكمبيوتر artifactالأداة,
135
324000
2000
عندما تنظر الى هذه الصور الحاسوبية المعدة للعملية
05:38
and he's got a double-strandedالمزدوج تقطعت بهم السبل genomeالجينوم -- that's no good.
136
326000
2000
ترى شريط جينييون مزدوج .. وهو لاينفع
05:40
You look in his intestinesأمعاء. There are billionsالمليارات of bacteriaبكتيريا.
137
328000
3000
وعندما تنظر الى الامعاء .. ترى مليارات البكتريا
05:43
They're no good eitherإما.
138
331000
2000
وهذا لا ينفع ايضاً
05:45
Doubleمزدوج strandساحل again, but insideفي داخل them, they're infectedإصابة with a virusفيروس
139
333000
2000
وها هي الاشرطة المزدوجة مرة أخرى .. عندما تحقن فيروس
05:47
that has a niceلطيف, long, single-strandedاحد الذين تقطعت بهم السبل genomeالجينوم
140
335000
3000
في شريط فردي من الجينيوم الطويل
05:50
that we can foldيطوى like a pieceقطعة of paperورقة.
141
338000
2000
يمكننا طيه كما يطوى الورق
05:52
And here'sمن هنا how we do it.
142
340000
1000
وهاهي وسيلة القيام بذلك
05:53
This is partجزء of that genomeالجينوم.
143
341000
1000
هذا جزء من الجينينيوم
05:54
We addإضافة a bunchباقة of shortقصيرة, syntheticاصطناعي DNAsالسلطات الوطنية المعينة that I call staplesالمواد الغذائية.
144
342000
3000
نحن نضيف عليه شرائط قصيرة من الحمض النووي ما أسميه " دبابيس "
05:57
Eachكل one has a left halfنصف that bindsيربط the long strandساحل in one placeمكان,
145
345000
4000
بحيث نثبت أحداها على الطرف الأيسر على طول الشريط
06:01
and a right halfنصف that bindsيربط it in a differentمختلف placeمكان,
146
349000
3000
والآخر على الطرف الأيمن في موقع آخر
06:04
and bringsتجمع the long strandساحل togetherسويا like this.
147
352000
2000
ومن ثم يتم جمع الشريط هكذا ..
06:07
The netشبكة actionعمل of manyكثير of these on that long strandساحل
148
355000
2000
ويمكن اعادة تكرار هذه العملية على طول الشريط
06:09
is to foldيطوى it into something like a rectangleمستطيل.
149
357000
2000
لكي نطبق شريط الحمض النووي فنشكل ما يشبه المستطيلات
06:11
Now, we can't actuallyفعلا take a movieفيلم of this processمعالج,
150
359000
2000
الآن لايمكن أن نريكم فلم عن هذه العملية ..
06:13
but Shawnشون Douglasدوغلاس at Harvardجامعة هارفارد
151
361000
2000
ولكن " شاون دوجلاس " في هارفرد
06:15
has madeمصنوع a niceلطيف visualizationتصور for us
152
363000
2000
قام بعمل تصوير مرئي للعملية
06:17
that beginsيبدأ with a long strandساحل and has some shortقصيرة strandsجدائل in it.
153
365000
4000
يوضح شريط طويل من الحمض النووي وشرائط قصيرة
06:21
And what happensيحدث is that we mixمزج these strandsجدائل togetherسويا.
154
369000
4000
والذي يحدث هو اننا نخلط هذه معاً
06:25
We heatالحرارة them up, we addإضافة a little bitقليلا of saltملح,
155
373000
2000
ومن ثم نرفع درجة الحرارة ونضيف القليل من الملح
06:27
we heatالحرارة them up to almostتقريبيا boilingغليان and coolبارد them down,
156
375000
2000
نحن نرفع درجة الحرارة تقريباً الى درجة الغليان ومن ثم نقوم بتبريدها
06:29
and as we coolبارد them down,
157
377000
1000
ونحن نقوم بعملية التبريد
06:30
the shortقصيرة strandsجدائل bindربط the long strandsجدائل
158
378000
2000
تبدأ الشرائط القصيرة تصل و تطوي الطويلة
06:32
and startبداية to formشكل structureبناء.
159
380000
2000
لكي تشكل المجسمات المطلوبة
06:34
And you can see a little bitقليلا of doubleمزدوج helixحلزون formingتشكيل there.
160
382000
3000
كما ترون هنا قد تشكل " لولب مزدوج "
06:38
When you look at DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق,
161
386000
2000
وعندما تنظر الى أوريجامي الحمض النووي
06:40
you can see that what it really is,
162
388000
3000
يمكنك ان تعي العملية
06:43
even thoughاعتقد you think it's complicatedمعقد,
163
391000
1000
ربما تظن انها معقدة
06:44
is a bunchباقة of doubleمزدوج helicesاللوالب that are parallelموازى to eachكل other,
164
392000
3000
انها مجرد حلزونيات مزدوجة ترتصف بالتوازي
06:47
and they're heldمقبض togetherسويا
165
395000
2000
وترتبط معاً
06:49
by placesأماكن where shortقصيرة strandsجدائل go alongعلى طول one helixحلزون
166
397000
2000
بواسطة الشرائط القصيرة والتي تمتد من " لولب مزدوج "
06:51
and then jumpقفز to anotherآخر one.
167
399000
2000
نحو الآخر لكي تتم عملية الوصل
06:53
So there's a strandساحل that goesيذهب like this, goesيذهب alongعلى طول one helixحلزون and bindsيربط --
168
401000
3000
وكما ترون هذا الشريط يمتد من هنا .. من هذا اللولب المزدوج .. من ثم
06:56
it jumpsيقفز to anotherآخر helixحلزون and comesيأتي back.
169
404000
2000
يقفز الى هذا اللولب المزدوج لكي يربطهم سوية و من ثم يعود
06:58
That holdsيحمل the long strandساحل like this.
170
406000
2000
ويمكن بهذا الاسلوب ربط شريط طويل
07:00
Now, to showتبين that we could make any shapeشكل or patternنمط
171
408000
3000
الآن لكي أثبت انه يمكن القيام بأي شكل او مجسم
07:03
that we wanted, I triedحاول to make this shapeشكل.
172
411000
2000
حاولت أن أصنع هذا الشكل
07:06
I wanted to foldيطوى DNAالحمض النووي into something that goesيذهب up over the eyeعين,
173
414000
2000
أردت أن أطوي الحمض النووي بصورة هكذا تشكل الاعين
07:08
down the noseأنف, up the noseأنف, around the foreheadجبين,
174
416000
3000
ومن ثم الانف .. ومن ثم الجبهة
07:11
back down and endالنهاية in a little loopعقدة like this.
175
419000
3000
ومن ثم مرة أخرى لاكمل الدورة بعد ان امثل شكل العين الأخرى
07:14
And so, I thought, if this could work, anything could work.
176
422000
3000
وقلت لنفسي .. ان استطعت أن اصنع هذا المجسم .. فيمكنني صنع أي شيء
07:17
So I had the computerالحاسوب programبرنامج designالتصميم the shortقصيرة staplesالمواد الغذائية to do this.
177
425000
3000
كان لدي برنامج حاسوبي لكي اصمم الشرائط القصيرة
07:20
I orderedأمر them; they cameأتى by FedExفيديكس.
178
428000
2000
وقد طلبتهم بواسطة فيديكس
07:22
I mixedمختلط them up, heatedمسخن them, cooledتبريد them down,
179
430000
2000
وقمت بخلطهم .. ورفعت درجة حرارتهم .. ومن ثم خفضتها
07:24
and I got 50 billionمليار little smileyمبتسم facesوجوه
180
432000
4000
وحصلت على 50 مليار وجه مبتسم كهذا
07:28
floatingيطفو على السطح around in a singleغير مرتبطة dropقطرة of waterماء.
181
436000
2000
يسبحون في قطرة مياه واحدة
07:30
And eachكل one of these is just
182
438000
2000
وكل واحد من هذه يبلغ قطره
07:32
one-thousandthألف the widthعرض of a humanبشري hairشعر, OK?
183
440000
4000
1/1000 من قطر شعرة الانسان
07:36
So, they're all floatingيطفو على السطح around in solutionحل, and to look at them,
184
444000
3000
وهم يسبحون هكذا في العينة .. ولكي ننظر إليهم
07:39
you have to get them on a surfaceسطح - المظهر الخارجي where they stickعصا.
185
447000
2000
علينا أن ننقلهم الى سطح يمنع حركتهم
07:41
So, you pourيصب them out ontoعلى a surfaceسطح - المظهر الخارجي
186
449000
2000
لذا قمت بسكبهم على سطح
07:43
and they startبداية to stickعصا to that surfaceسطح - المظهر الخارجي,
187
451000
2000
ومن ثم بدأوا بالالتصاق به
07:45
and we take a pictureصورة usingاستخدام an atomic-forceذرية قوة microscopeمجهر.
188
453000
2000
وقمت بتصويرهم بواسطة مجهر بدقة ميكروسكوبية
07:47
It's got a needleإبرة, like a recordسجل needleإبرة,
189
455000
2000
تحتاج لذلك إبرة .. إبرة اختبار
07:49
that goesيذهب back and forthعليها over the surfaceسطح - المظهر الخارجي,
190
457000
2000
تمررها على السطح جيئة وذهابا
07:51
bumpsمطبات up and down, and feelsيشعر the heightارتفاع of the first surfaceسطح - المظهر الخارجي.
191
459000
3000
وللأعلى والاسفل لأجل معرفة إرتفاع السطح
07:54
It feelsيشعر the DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق.
192
462000
2000
ومعرفة " اوريجامي الحمض النووي "
07:56
There's the atomic-forceذرية قوة microscopeمجهر workingعامل
193
464000
2000
ها هي صورة من مجهر بدقة ميكروسكوبية
07:59
and you can see that the landing'sالمقصودة a little roughالخام.
194
467000
1000
وكما ترون يبدو المسطح - مسطح المجهر - خاماً قليلاً
08:00
When you zoomتكبير in, they'veكان عليهم got, you know,
195
468000
2000
وعندما نقرب الصورة اكثر .. كما ترون
08:02
weakضعيف jawsفك that flipيواجه over theirهم headsرؤساء
196
470000
1000
يوجد وجوه بفكوك مخلوعة .. وبعضٌ مقلوبة
08:03
and some of theirهم nosesأنوف get punchedلكمات out, but it's prettyجميلة good.
197
471000
3000
وبعض الوجوه تلقت لكمة في الأنف .. انها تبدو جيدة حقاً
08:06
You can zoomتكبير in and even see the extraإضافي little loopعقدة,
198
474000
2000
ويمكنك أن تقرب الصورة أكثر لك ترى الحلقات الصغيرة
08:08
this little nano-goateeنانو سكسوكة.
199
476000
2000
هذه الوجوه بحجم النانو
08:10
Now, what's great about this is anybodyاي شخص can do this.
200
478000
3000
الآن الجميل في الامر .. ان أي شخص يمكنه القيام بهذه العملية
08:13
And so, I got this in the mailبريد about a yearعام after I did this, unsolicitedالمرغوب فيها.
201
481000
4000
لقد وصلت لي هذه بعد عام من تجربتي عبر البريد ..
08:17
Anyoneأي واحد know what this is? What is it?
202
485000
3000
هل تعلمون ما هذه .. هل يعلم احدكم ؟
08:20
It's Chinaالصين, right?
203
488000
2000
انها الصين .. نعم
08:22
So, what happenedحدث is, a graduateتخرج studentطالب علم in Chinaالصين,
204
490000
2000
ماحدث هو ان طالبة في مشروع تخرجها
08:24
Luluاللولو Qianتشيان, did a great jobوظيفة.
205
492000
2000
لولو شيان .. قامت بعمل مميز جداً
08:26
She wroteكتب all her ownخاصة softwareالبرمجيات
206
494000
2000
لقد كتبت برنامجها الخاص بها
08:28
to designالتصميم and builtمبني this DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق,
207
496000
2000
لكي تصمم هذا الاوريجامي للحمض النووي
08:30
a beautifulجميلة renditionالتسليم of Chinaالصين, whichالتي even has Taiwanتايوان,
208
498000
3000
انه شكل رائع لدولة الصين .. وتضم تايوان أيضاً
08:33
and you can see it's sortفرز of on the world'sالعالم shortestأقصر leashرباط, right?
209
501000
3000
كما ترون انها التعبير السياسي الاصغر في العالم
08:36
(Laughterضحك)
210
504000
2000
(ضحك)
08:39
So, this worksأعمال really well
211
507000
1000
إذا .. هذه الطريقة ناجحة
08:41
and you can make patternsأنماط - رسم as well as shapesالأشكال, OK?
212
509000
2000
وبالتالي يمكننا صنع السلاسل والانساق كما صنعنا الاشكال .. صحيح ؟
08:44
And you can make a mapخريطة of the Americasالأمريكتين and spellتهجئه DNAالحمض النووي with DNAالحمض النووي.
213
512000
3000
ويمكنك ان تشكل خريطة للولايات المتحدة .. او ان تكتب كلمة الحمض النووي بواسطة الحمض النووي
08:47
And what's really neatأنيق about it --
214
515000
3000
الآن الجميل في الامر ..
08:50
well, actuallyفعلا, this all looksتبدو like nano-artworkنانو الفني,
215
518000
2000
حسناً .. ان هذا يبدو كما انه فن من حجم النانو
08:52
but it turnsيتحول out that nano-artworkنانو الفني
216
520000
1000
ولكن تبين ان الفن النانو هذا
08:53
is just what you need to make nano-circuitsنانو الدوائر.
217
521000
2000
هو ما نحتاجه لكي نصنع دارات بحجم النانو
08:55
So, you can put circuitدائرة كهربائية componentsالمكونات on the staplesالمواد الغذائية,
218
523000
2000
يمكن ان نضع على الشرائط القصيرة عناصر الدارات
08:57
like a lightضوء bulbمصباح and a lightضوء switchمفتاح كهربائي.
219
525000
2000
مثل مفتاح .. او مصباح
08:59
Let the thing assembleجمعيه, and you'llعليك get some kindطيب القلب of a circuitدائرة كهربائية.
220
527000
3000
وان ندفع الشرائط للتموضع .. ومن ثم نحصل على الدارة التي نريد
09:02
And then you can maybe washغسل the DNAالحمض النووي away and have the circuitدائرة كهربائية left over.
221
530000
3000
وم ثم يمكننا ان نزيل عناصر الحمض النووي لكي نحصل على الدارة الكهربائية فحسب
09:05
So, this is what some colleaguesالزملاء of mineالخاص بي at Caltechمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا did.
222
533000
2000
حسناً. . هذا ما قام به زملائي في كلايتك
09:07
They tookأخذ a DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق, organizedمنظم some carbonكربون nano-tubesنانو أنابيب,
223
535000
3000
لقد استخدموا أورجامي الحمض النووي وقد قاموا بتركيب انابيب كربونية بحجم الناتو عليها
09:10
madeمصنوع a little switchمفتاح كهربائي, you see here, wiredسلكي it up,
224
538000
2000
وقاموا بصناعة " مفاتيح كهربائية " و وصلوها هكذا ..
09:12
testedاختبار it and showedأظهر that it is indeedفي الواقع a switchمفتاح كهربائي.
225
540000
3000
ومن قم اختبروها .. وقد عملت تماما كمفتاح كهربائي
09:15
Now, this is just a singleغير مرتبطة switchمفتاح كهربائي
226
543000
2000
هنا كما ترون مفتاح أحادي
09:17
and you need halfنصف a billionمليار for a computerالحاسوب, so we have a long way to go.
227
545000
4000
انت تحتاج الى نصف مليار لصناعة حاسوب .. لذا الطريق اماما طويل
09:21
But this is very promisingواعد
228
549000
2000
ولكننا متفائلون
09:23
because the origamiفن قص الورق can organizeتنظم partsأجزاء just one-tenthواحد على عشرة the sizeبحجم
229
551000
5000
لأن الأوريجامي يمكن ان تصنع 1/10 من حجم تلك
09:28
of those in a normalعادي computerالحاسوب.
230
556000
1000
الموجودة في الحواسيب الطبيعية
09:29
So it's very promisingواعد for makingصناعة smallصغير computersأجهزة الكمبيوتر.
231
557000
3000
انه امرٌ مُبشر حقاً .. فيما يخص صناعة الحواسيب الصغيرة
09:32
Now, I want to get back to that compilerمترجم.
232
560000
3000
الآن اريد ان اعود الى مترجم البيانات
09:35
The DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق is a proofدليل that that compilerمترجم actuallyفعلا worksأعمال.
233
563000
3000
ان أوريجامي الحمض النووي هي دليل على ان مترجم البيانات يعمل
09:39
So, you startبداية with something in the computerالحاسوب.
234
567000
2000
فانت تبدأ من على الحاسوب
09:41
You get a high-levelمستوى عال descriptionوصف of the computerالحاسوب programبرنامج,
235
569000
3000
ومن ثم تقوم بكتابة برنامج بأوامر دقيقة
09:44
a high-levelمستوى عال descriptionوصف of the origamiفن قص الورق.
236
572000
2000
بوصف عالي الدقة للأوريجامي
09:46
You can compileجمع it to moleculesجزيئات, sendإرسال it to a synthesizerالمزج,
237
574000
3000
ومن ثم تقوم بترجمته الى الجزئيات ومن ثم يحول الى المزج لنحصل على ما نريد
09:49
and it actuallyفعلا worksأعمال.
238
577000
1000
ان الامر ينجح حقاً
09:50
And it turnsيتحول out that a companyشركة has madeمصنوع a niceلطيف programبرنامج
239
578000
4000
ولقد تبين ان الشركة قد صنعت برنامجاً
09:54
that's much better than my codeالشفرة, whichالتي was kindطيب القلب of uglyقبيح,
240
582000
2000
يعمل افضل من برنامجي .. وهذا أحزنني
09:56
and will allowالسماح us to do this in a niceلطيف,
241
584000
1000
سيمكننا هذا البرنامج من كتابة الاوامر
09:57
visualبصري, computer-aidedبمساعدة الكمبيوتر designالتصميم way.
242
585000
2000
ومن ثم تصويرها بصورة بصرية
10:00
So, now you can say, all right,
243
588000
1000
الآن يمكننا القول انه عمل رائع
10:01
why isn't DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق the endالنهاية of the storyقصة?
244
589000
2000
ولكن لماذا اوريجامي الحمض النووي ليس كل القصة ؟
10:03
You have your molecularجزيئي compilerمترجم, you can do whateverايا كان you want.
245
591000
2000
على اعتبار لديك مترجم الجزيئات .. يمكنك القيام باي شي
10:05
The factحقيقة is that it does not scaleمقياس.
246
593000
3000
في الحقيقة يمكن ذلك على كافة النطاقات
10:08
So if you want to buildبناء a humanبشري from DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق,
247
596000
3000
وان أردت ان تصنع انساناً من خلال اوريجامي الحمض النووي
10:11
the problemمشكلة is, you need a long strandساحل
248
599000
2000
فانت تحتاج شريطاً
10:13
that's 10 trillionتريليون trillionتريليون basesقواعد long.
249
601000
3000
بطول 10 تريليون تريليون
10:16
That's threeثلاثة lightضوء years'سنوات' worthيستحق of DNAالحمض النووي,
250
604000
2000
اي شريط من الحمض النووي طوله 3 سنوات ضوئية
10:18
so we're not going to do this.
251
606000
2000
لذا لن نستخدم هذه الطريقة
10:20
We're going to turnمنعطف أو دور to anotherآخر technologyتقنية,
252
608000
2000
سوف نعمد الى طريقة ثانية
10:22
calledمسمي algorithmicالخوارزمية self-assemblyالتجميع الذاتي of tilesالبلاط.
253
610000
2000
تدعى " التجمع الحسابي الذاتي للبلاطات "
10:24
It was startedبدأت by Erikإريك WinfreeWinfree,
254
612000
2000
لقد بدأ هذه الطريقة إيريك وينفري
10:26
and what it does,
255
614000
1000
وما قام به
10:27
it has tilesالبلاط that are a hundredthجزء من مئة the sizeبحجم of a DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق.
256
615000
4000
هو انه احضر مئات البلاطات ( مربعات صغيرة ) مصنوعة من اوريجامي الحمض النووي
10:31
You zoomتكبير in, there are just fourأربعة DNAالحمض النووي strandsجدائل
257
619000
2000
كما ترون حينما نقرب الصورة نجد شرائط الحمض النووي
10:34
and they have little single-strandedاحد الذين تقطعت بهم السبل bitsبت on them
258
622000
2000
وكما ترون يوجد شرائط فردية
10:36
that can bindربط to other tilesالبلاط, if they matchمباراة.
259
624000
2000
يمكن ان تستخدم لربط البلاطات في حال التوافق
10:38
And we like to drawرسم these tilesالبلاط as little squaresمربعات.
260
626000
3000
ونحن نفضل ان نرسم هذه البلاطات على شكل مربعات صغيرة
10:42
And if you look at theirهم stickyلزج endsنهايات, these little DNAالحمض النووي bitsبت,
261
630000
2000
ولكن ان نظرتم الى الزوايا .. فان هذه الاجزاء من الحمض النووي
10:44
you can see that they actuallyفعلا formشكل a checkerboardالشطرنج patternنمط.
262
632000
3000
تبدو وكانها تشكل لوح شطرنج ..
10:47
So, these tilesالبلاط would make a complicatedمعقد, self-assemblingالذاتي تجميع checkerboardالشطرنج.
263
635000
3000
وكما ترون هذه البلاطات تتشكل بصورة ذاتية معقدة على شاكلة لوح شطرنج
10:50
And the pointنقطة of this, if you didn't catchقبض على that,
264
638000
2000
وان لم تعوا ما أرمي إليه
10:52
is that tilesالبلاط are a kindطيب القلب of molecularجزيئي programبرنامج
265
640000
3000
فاني اقصد ان البلاطات هي عبارة عن برنامج يستهدف الجزئيات
10:55
and they can outputانتاج patternsأنماط - رسم.
266
643000
3000
ويمكن ان نستخدمه لصناعة الانماط والمجسمات التي نريد
10:58
And a really amazingرائعة حقا partجزء of this is
267
646000
2000
والجزء الممتع في هذا
11:00
that any computerالحاسوب programبرنامج can be translatedمترجم
268
648000
2000
هو انه اي برنامج حاسوب يمكن ترجمته
11:02
into one of these tileقرميدة programsبرامج -- specificallyعلى وجه التحديد, countingعد.
269
650000
3000
الى واحدة من هذه البرمجيات التي تصنع بواسطة البلاطات بدقة عالية وبنفس العدد
11:05
So, you can come up with a setجلس of tilesالبلاط
270
653000
3000
لذا يمكنك ان تخرج بعدد من البلاطات وتموضع معين
11:08
that when they come togetherسويا, formشكل a little binaryالثنائية counterعداد
271
656000
3000
يشابه الشيفرة الثنائية ( 0,1 )
11:11
ratherبدلا than a checkerboardالشطرنج.
272
659000
2000
بدلاً من نمط لوح الشطرنج
11:13
So you can readاقرأ off binaryالثنائية numbersأعداد fiveخمسة, sixستة and sevenسبعة.
273
661000
3000
اذا يمكنك ان تقرأ من تلك الشيفرة الارقام ( 5 , 6 , 7 )
11:16
And in orderطلب to get these kindsأنواع of computationsالحسابية startedبدأت right,
274
664000
3000
و من اجل الحصول على حسابات صحيحة
11:19
you need some kindطيب القلب of inputإدخال, a kindطيب القلب of seedبذرة.
275
667000
2000
يجب علينا ان نحصل على مُدخلات .. تستخدم كبذور أساس للبرنامج
11:21
You can use DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق for that.
276
669000
2000
وهنا يأتي دور أوريجامي الحمض النووي
11:23
You can encodeترميز the numberرقم 32
277
671000
2000
يمكنك تشفير الرقم 32
11:25
in the right-handاليد اليمنى sideجانب of a DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق,
278
673000
2000
على الجانب الايمن من اوريجامي الحمض النووي
11:27
and when you addإضافة those tilesالبلاط that countعد,
279
675000
2000
وعندما تضيف تلك البلاطات " المبرمجة على الاعداد "
11:29
they will startبداية to countعد -- they will readاقرأ that 32
280
677000
3000
سوف تبدأ بالعد .. وما ان تصل الى الرقم 32
11:32
and they'llأنها سوف stop at 32.
281
680000
2000
سوف تتوقف عند ذلك الرقم
11:34
So, what we'veقمنا doneفعله is we'veقمنا figuredأحسب out a way
282
682000
3000
اذا ما توصلنا اليه .
11:37
to have a molecularجزيئي programبرنامج know when to stop going.
283
685000
3000
هو طريقة نملك فيها برنامج جزئيات .. يعرف متى يتوقف عن النمو
11:40
It knowsيعرف when to stop growingمتزايد because it can countعد.
284
688000
2000
انه يعلم متى يتوقف عن النمو لانه يستطيع العد
11:42
It knowsيعرف how bigكبير it is.
285
690000
2000
لانه يستيطع استيعاب حجمه
11:44
So, that answersالأجوبة that sortفرز of first questionسؤال I was talkingالحديث about.
286
692000
3000
وهذا هو الجواب للسؤال الاول الذي طرحته
11:47
It doesn't tell us how babiesأطفال do it, howeverومع ذلك.
287
695000
3000
ولكن هذا لا يفسر لنا كيف تقوم الاجنة بذلك .. على كل ..
11:50
So now, we can use this countingعد to try and get at much biggerأكبر things
288
698000
4000
يمكننا ان نستخدم هذه التقنية لكي نحصل على مجسمات أكبر
11:54
than DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق could otherwiseغير ذلك.
289
702000
1000
اكبر من تلك التي نحصل علها بواسطة اوريجامي الحمض النووي
11:55
Here'sمن هنا the DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق, and what we can do
290
703000
3000
هذا هو اوريجامي الحمض النووي .. وما يمكننا القيام به
11:58
is we can writeاكتب 32 on bothكلا edgesحواف of the DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق,
291
706000
3000
هو برمجة 32 على حافتي اوريجامي الحمض النووي
12:01
and we can now use our wateringدامع can
292
709000
2000
لكي نستخدم هذا بالإنماء ..
12:03
and waterماء with tilesالبلاط, and we can startبداية growingمتزايد tilesالبلاط off of that
293
711000
4000
حيث نضيف البلاطات ومن ثم يمكننا ان ننمي البلاطات من ذلك المنطلق
12:07
and createخلق a squareميدان.
294
715000
2000
لكي نصنع مربعاً
12:09
The counterعداد servesيخدم as a templateقالب
295
717000
3000
فان العدد يستخدم كمرجع
12:12
to fillملء in a squareميدان in the middleوسط of this thing.
296
720000
2000
لكي يتم ملء الوسط في داخل المربع
12:14
So, what we'veقمنا doneفعله is we'veقمنا succeededنجح
297
722000
1000
ان ما قمنا به ونجحنا به
12:15
in makingصناعة something much biggerأكبر than a DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق
298
723000
3000
هو اننا استطعنا ان نصنع ما هو اكبر من اوريجامي الحمض النووي
12:18
by combiningالجمع DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق with tilesالبلاط.
299
726000
3000
عن طريق دمج اوريجامي الحمض النووي بالبلاطات
12:21
And the neatأنيق thing about it is, is that it's alsoأيضا reprogrammableقابل للبرمجة.
300
729000
3000
والامر المميز انه امرٌ قابل لاعادة البرمجة
12:24
You can just changeيتغيرون a coupleزوجان of the DNAالحمض النووي strandsجدائل in this binaryالثنائية representationالتمثيل
301
732000
4000
عليك فقط ان تغير رقمين من شريط الحمض النووي الذي يمثل الشيفرة الثنائية
12:28
and you'llعليك get 96 ratherبدلا than 32.
302
736000
3000
وسوف تحصل على 96 بدلاً من 32
12:31
And if you do that, the origami'sفي اوريغامي the sameنفسه sizeبحجم,
303
739000
3000
وان قمت بهذا فانت ستستخدم نفس حجم الاوريجامي
12:34
but the resultingالناتج squareميدان that you get is threeثلاثة timesمرات biggerأكبر.
304
742000
4000
ولكنك ستحصل على مربع اكبر بثلاث مرات
12:39
So, this sortفرز of recapitulatesيلخص
305
747000
1000
انه نوع من عمليات التجميل ..
12:40
what I was tellingتقول you about developmentتطوير.
306
748000
2000
تحتاجها في حالات التطوير
12:42
You have a very sensitiveحساس computerالحاسوب programبرنامج
307
750000
3000
انه برنامج حساس جداً
12:45
where smallصغير changesالتغييرات -- singleغير مرتبطة, tinyصغيرة جدا, little mutationsالطفرات --
308
753000
3000
بتغيرات بسيطة .. بتعديلات طفيفة
12:48
can take something that madeمصنوع one sizeبحجم squareميدان
309
756000
2000
يمكن ان ننتقل من حجم مربع
12:50
and make something very much biggerأكبر.
310
758000
3000
الى حجم اكبر بكثير
12:54
Now, this -- usingاستخدام countingعد to computeإحصاء - عد
311
762000
3000
نحن نستخدم " العد " لكي نحسب
12:57
and buildبناء these kindsأنواع of things
312
765000
2000
ونبني هذه المجسمات
12:59
by this kindطيب القلب of developmentalالتنموية processمعالج
313
767000
2000
بواسطة عملية تطويرية
13:01
is something that alsoأيضا has bearingتحمل on Craigكريج Venter'sوفنتر questionسؤال.
314
769000
4000
هذا يطرح تساؤل كريج فينتر
13:05
So, you can askيطلب, how manyكثير DNAالحمض النووي strandsجدائل are requiredمطلوب
315
773000
2000
والذي سأل كم عدد شرائط الاحماض النووية المطلوبة
13:07
to buildبناء a squareميدان of a givenمعطى sizeبحجم?
316
775000
2000
لكي نبني مربع بحجم معين ؟
13:09
If we wanted to make a squareميدان of sizeبحجم 10, 100 or 1,000,
317
777000
5000
ان اردناه مربع بحجم 10 او 100 او 1000
13:14
if we used DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق aloneوحده,
318
782000
2000
ان استخدمنا فحسب اوريجامي الحمض النووي
13:16
we would requireتطلب a numberرقم of DNAالحمض النووي strandsجدائل that's the squareميدان
319
784000
3000
فاننا سنحتاج عدد من شرائط الحمض النووي تبلغ
13:19
of the sizeبحجم of that squareميدان;
320
787000
2000
حجم المربع المطلوب مرفوع للأس 2
13:21
so we'dكنا need 100, 10,000 or a millionمليون DNAالحمض النووي strandsجدائل.
321
789000
2000
لذا نحن نحتاج 100 أو 10000 او مليون من شرائط الحمض النووي
13:23
That's really not affordableبأسعار معقولة، ميسور، متناول اليد.
322
791000
2000
والذي لايمكن توفيره
13:25
But if we use a little computationحساب --
323
793000
2000
ولكن ان استخدمنا حسابات صغيرة
13:27
we use origamiفن قص الورق, plusزائد some tilesالبلاط that countعد --
324
795000
4000
وباستخدام الاوريجامي والبلاطات مع العدادات
13:31
then we can get away with usingاستخدام 100, 200 or 300 DNAالحمض النووي strandsجدائل.
325
799000
3000
يمكننا ان نقوم بذلك بواسطة 100 او 200 او 300 شريط من الاحماض النووية
13:34
And so we can exponentiallyأضعافا مضاعفة reduceخفض the numberرقم of DNAالحمض النووي strandsجدائل we use,
326
802000
5000
لذا يمكننا تخفيض عدد شرائط الحمض النووي الذي يجب استخدامها
13:39
if we use countingعد, if we use a little bitقليلا of computationحساب.
327
807000
3000
ان استخدمنا العدادات .. وبقليل من البرمجيات
13:42
And so computationحساب is some very powerfulقوي way
328
810000
3000
لذا البرمجة اداة قوية جداً
13:45
to reduceخفض the numberرقم of moleculesجزيئات you need to buildبناء something,
329
813000
3000
تقلل عدد الجزئيات المطلوبة لبناء مجسم معين
13:48
to reduceخفض the sizeبحجم of the genomeالجينوم that you're buildingبناء.
330
816000
3000
ولكي تقلل حجم الجينينوم الذي يستهدف بناءه
13:51
And finallyأخيرا, I'm going to get back to that sortفرز of crazyمجنون ideaفكرة
331
819000
3000
وفي النهاية .. اريد ان اعود الى فكرة جنونية
13:54
about computersأجهزة الكمبيوتر buildingبناء computersأجهزة الكمبيوتر.
332
822000
2000
عن الكمبيوترات التي تبني الكمبيوترات
13:56
If you look at the squareميدان that you buildبناء with the origamiفن قص الورق
333
824000
3000
إن نظرت الى المربع الذي تم بناؤه بواسطة الاوريجامي
13:59
and some countersعدادات growingمتزايد off it,
334
827000
2000
وبوجود العدادات التي تضبط الحجم
14:01
the patternنمط that it has is exactlyبالضبط the patternنمط that you need
335
829000
3000
سترى ان النسق المنتج هو النسق المطلوب تماماً
14:04
to make a memoryذاكرة.
336
832000
1000
لتكوين الذاكرة
14:05
So if you affixلصق some wiresالأسلاك and switchesمفاتيح to those tilesالبلاط --
337
833000
3000
لذا ان تم وصل بعض الاسلاك والمفاتيح لهذه البلاطات
14:08
ratherبدلا than to the stapleأساسي strandsجدائل, you affixلصق them to the tilesالبلاط --
338
836000
3000
أي نربطها بالبلاطات بدلاً من ربطها الى شرائط الحمض النووي
14:11
then they'llأنها سوف self-assembleالتجمع الذاتي the somewhatقليلا complicatedمعقد circuitsالدوائر,
339
839000
3000
فسوف تقوم وحدها بالتموضع وتنشىء بصورة ما دارات معقدة
14:14
the demultiplexerdemultiplexer circuitsالدوائر, that you need to addressعنوان this memoryذاكرة.
340
842000
3000
وسوف تقوم بمضاعفة الدارات لكي تحصل على المطلوب
14:17
So you can actuallyفعلا make a complicatedمعقد circuitدائرة كهربائية
341
845000
2000
لذا يمكنك في الحقيقة صناعة دارات معقدة
14:19
usingاستخدام a little bitقليلا of computationحساب.
342
847000
2000
باستخدام بعض الحسابات
14:21
It's a molecularجزيئي computerالحاسوب buildingبناء an electronicإلكتروني computerالحاسوب.
343
849000
3000
انها برمجة جزيئية تقوم ببناء كمبيوترات الكترونية
14:24
Now, you askيطلب me, how farبعيدا have we gottenحصلت down this pathمسار?
344
852000
3000
والآن السؤال المطروح .. الى أين وصلنا في هذا الامر ؟
14:27
Experimentallyتجريبيا, this is what we'veقمنا doneفعله in the last yearعام.
345
855000
3000
تقريباً .. هذا ما قمنا به في العام الماضي
14:30
Here is a DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق rectangleمستطيل,
346
858000
2000
ها هو أوريجامي مستطيل الشكل من الحمض النووي
14:33
and here are some tilesالبلاط growingمتزايد from it.
347
861000
2000
وهاهي بعض البلاطات التي تنمو من خلاله
14:35
And you can see how they countعد.
348
863000
2000
وكما ترون كيف يتم العد
14:37
One, two, threeثلاثة, fourأربعة, fiveخمسة, sixستة, nineتسعة, 10, 11, 12, 17.
349
865000
12000
1 , 2 , 3 ... 10 , 11 , 17
14:49
So it's got some errorsأخطاء, but at leastالأقل it countsالعد up.
350
877000
4000
لدينا بعض الاخطاء .. ولكن العد يتم على الاقل
14:53
(Laughterضحك)
351
881000
1000
(ضحك)
14:54
So, it turnsيتحول out we actuallyفعلا had this ideaفكرة nineتسعة yearsسنوات agoمنذ,
352
882000
3000
كما تبين كنا نملك هذه الفكرة منذ 9 سنوات
14:57
and that's about the time constantثابت for how long it takes
353
885000
3000
ولكن كان الزمن الثابت هو ما تطلب منا كل هذا الوقت
15:00
to do these kindsأنواع of things, so I think we madeمصنوع a lot of progressتقدم.
354
888000
2000
ولكني اظن اننا قطعنا شوطاً جيداً في هذا المجال
15:02
We'veقمنا got ideasأفكار about how to fixحل these errorsأخطاء.
355
890000
2000
ولدينا بعض الافكار عن كيفية اصلاح هذه الاخطاء
15:04
And I think in the nextالتالى fiveخمسة or 10 yearsسنوات,
356
892000
2000
وانا اعتقد انه في خلال 5-10 سنوات
15:06
we'llحسنا make the kindطيب القلب of squaresمربعات that I describedوصف
357
894000
2000
سوف نستطيع عمل المربع الذي تحدث عنه
15:08
and maybe even get to some of those self-assembledتجميعها النفس circuitsالدوائر.
358
896000
3000
وربما سوف نستطيع الوصول الى دارات ذاتية التموضع
15:11
So now, what do I want you to take away from this talk?
359
899000
4000
وما اريدكم ان تخرجوا منه من هذه المحادثة
15:15
I want you to rememberتذكر that
360
903000
2000
اريدكم ان تتذكروا
15:17
to createخلق life'sالحياة very diverseمتنوع and complexمركب formsإستمارات,
361
905000
4000
انه لكي تصنع الطبيعة اشكال حياة متباينة ومعقدة
15:21
life usesالاستخدامات computationحساب to do that.
362
909000
2000
فان الحياة تحتاج الى الحسابات من اجل ذلك
15:23
And the computationsالحسابية that it usesالاستخدامات, they're molecularجزيئي computationsالحسابية,
363
911000
4000
وهذه الحسابات التي تستخدمها هي حسابات جزيئية
15:27
and in orderطلب to understandتفهم this and get a better handleمقبض on it,
364
915000
2000
ولكي نستطيع ان نفهم هذه الحسابات ونستطيع ان نتحكم بها
15:29
as Feynmanفاينمان said, you know,
365
917000
2000
كما قال فينمان (عالم فيزياء)
15:31
we need to buildبناء something to understandتفهم it.
366
919000
2000
علينا ان نبني شيئاً لكي نفهمها
15:33
And so we are going to use moleculesجزيئات and refashionإعادة تشكيل this thing,
367
921000
4000
لذا سوف نقوم باستخدام اعادة توظيف الجزئيات
15:37
rebuildإعادة بناء everything from the bottomالأسفل up,
368
925000
2000
لكي نحاول بناء كل شيء من الصفر
15:39
usingاستخدام DNAالحمض النووي in waysطرق that natureطبيعة never intendedمعد,
369
927000
3000
باستخدم الحمض النووي بصورة لم تكن تتوقعها الطبيعة
15:42
usingاستخدام DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق,
370
930000
2000
باستخدام اوريجامي الحمض النووي
15:44
and DNAالحمض النووي origamiفن قص الورق to seedبذرة this algorithmicالخوارزمية self-assemblyالتجميع الذاتي.
371
932000
3000
باستخدام التموضع الرياضي الذاتي لاوريجامي الحمض النووي
15:47
You know, so this is all very coolبارد,
372
935000
2000
كما ترون الامر ممتع جداً
15:50
but what I'd like you to take from the talk,
373
938000
1000
وما اريده من هذه المحادثة
15:51
hopefullyنأمل from some of those bigكبير questionsالأسئلة,
374
939000
2000
هو ان اكون " متأملاً " هو اكون قد وضحت بعض الاجابات عن الاسئلة المبهمة
15:53
is that this molecularجزيئي programmingبرمجة isn't just about makingصناعة gadgetsالأدوات.
375
941000
3000
وان اكون قد وضحت ان البرمجة الجزيئية ليست فحسب محض " تسلية "
15:56
It's not just makingصناعة about --
376
944000
2000
وهي ليست فحسب محاولة لصناعة
15:58
it's makingصناعة self-assembledتجميعها النفس cellخلية - زنزانة phonesالهواتف and circuitsالدوائر.
377
946000
2000
هواتف بصورة ذاتية او دارات كهربائية
16:00
What it's really about is takingمع الأخذ computerالحاسوب scienceعلم
378
948000
2000
ولكنها عبارة عن وسيلة لنقل علوم الحاسوب
16:02
and looking at bigكبير questionsالأسئلة in a newالجديد lightضوء,
379
950000
3000
الى نطاق آخر جديد .. والنظر الى الامور بمنظور جديد
16:05
askingيسأل newالجديد versionsإصدارات of those bigكبير questionsالأسئلة
380
953000
2000
وتدفعنا لطرح أسئلة جديدة كبيرة
16:07
and tryingمحاولة to understandتفهم how biologyمادة الاحياء
381
955000
2000
وتساعدنا في فهم كيف ان علم البيولوجيا
16:09
can make suchهذه amazingرائعة حقا things. Thank you.
382
957000
2000
يمكنه ان يقوم بأشياء مذهلة
16:12
(Applauseتصفيق)
383
960000
7000
(تصفيق)
Translated by Mahmoud Aghiorly
Reviewed by Anwar Dafa-Alla

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Paul Rothemund - DNA origamist
Paul Rothemund folds DNA into shapes and patterns. Which is a simple enough thing to say, but the process he has developed has vast implications for computing and manufacturing -- allowing us to create things we can now only dream of.

Why you should listen

Paul Rothemund won a MacArthur grant this year for a fairly mystifying study area: "folding DNA." It brings up the question: Why fold DNA? The answer is -- because the power to manipulate DNA in this way could change the way we make things at a very basic level.

Rothemund's work combines the study of self-assembly (watch the TEDTalks from Neil Gershenfeld and Saul Griffith for more on this) with the research being done in DNA nanotechnology -- and points the way toward self-assembling devices at microscale, making computer memory, for instance, smaller, faster and maybe even cheaper.

More profile about the speaker
Paul Rothemund | Speaker | TED.com