TED2008
Paul Rothemund: DNA folding, in detail
Paul Rothemund: Chi tiết về sự gấp cuộn DNA
Filmed:
Readability: 4
752,456 views
Năm 2007, Paul Rothemund gửi đến TED một bài tổng kết ngắn về chuyên ngành của anh ấy, sự gấp cuộn DNA. Giờ đây anh trình bày rõ ràng, chi tiết hơn về lĩnh vực rộng lớn đầy hứa hẹn này - tạo ra bộ máy tí hon có thể tự lắp ráp chính bản thân nó.
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. Full bio
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 argue vigorously about the definition of life.
0
0
3000
Con người tranh luận sôi nổi về
định nghĩa của sự sống.
định nghĩa của sự sống.
00:15
They ask if it should have reproduction in it, or metabolism, or evolution.
1
3000
5000
Họ hỏi liệu định nghĩa đó gồm quá trình
sinh sản, sự trao đổi chất hay tiến hoá.
sinh sản, sự trao đổi chất hay tiến hoá.
00:20
And I don't know the answer to that, so I'm not going to tell you.
2
8000
2000
Và tôi không biết câu trả lời cho
câu hỏi đó, nên tôi sẽ không trả lời bạn.
câu hỏi đó, nên tôi sẽ không trả lời bạn.
00:22
I will say that life involves computation.
3
10000
3000
Tôi sẽ nói rằng sự sống liên quan
đến việc lập trình.
đến việc lập trình.
00:25
So this is a computer program.
4
13000
2000
Đây là một chương trình máy tính.
00:27
Booted up in a cell, the program would execute,
5
15000
3000
Khởi động từ một tế bào,
chương trình sẽ chạy,
chương trình sẽ chạy,
00:30
and it could result in this person;
6
18000
3000
và cho kết quả là con người này;
00:33
or with a small change, it could result in this person;
7
21000
3000
hay với một sự thay đổi nhỏ,
kết quả sẽ là người này;
kết quả sẽ là người này;
00:36
or another small change, this person;
8
24000
2000
hay với thay đổi nhỏ khác, là người này;
00:38
or with a larger change, this dog,
9
26000
3000
hay với thay đổi lớn hơn,
tạo ra con chó này,
tạo ra con chó này,
00:41
or this tree, or this whale.
10
29000
2000
hay cái cây này, hoặc con cá voi này.
00:43
So now, if you take this metaphor
11
31000
2000
Vậy nên giờ, nếu bạn ví von bộ gen
00:45
[of] genome as program seriously,
12
33000
2000
thực sự là một chương trình,
00:47
you have to consider that Chris Anderson
13
35000
2000
bạn sẽ xem Chris Anderson
00:49
is a computer-fabricated artifact, as is Jim Watson,
14
37000
3000
là kết quả của chương trình máy tính,
cũng như Jim Watson,
cũng như Jim Watson,
00:52
Craig Venter, as are all of us.
15
40000
3000
Craig Venter, cũng như tất cả chúng ta.
00:55
And in convincing yourself that this metaphor is true,
16
43000
2000
Và khi tự thuyết phục bản thân rằng
phép ví von này đúng,
phép ví von này đúng,
00:57
there are lots of similarities between genetic programs
17
45000
2000
thì bạn sẽ thấy có nhiều
nét tương đồng giữa
nét tương đồng giữa
00:59
and computer programs that could help to convince you.
18
47000
3000
chương trình di truyền
và chương trình máy tính.
và chương trình máy tính.
01:02
But one, to me, that's most compelling
19
50000
2000
Nhưng theo tôi, điều quan trọng nhất
01:04
is the peculiar sensitivity to small changes
20
52000
3000
là mức độ nhạy cảm với các thay đổi nhỏ
01:07
that can make large changes in biological development -- the output.
21
55000
3000
có thể dẫn đến thay đổi lớn trong
quá trình phát triển sinh học - đầu ra.
quá trình phát triển sinh học - đầu ra.
01:10
A small mutation can take a two-wing fly
22
58000
2000
Một đột biến nhỏ
có thể biến con ruồi hai cánh
có thể biến con ruồi hai cánh
01:12
and make it a four-wing fly.
23
60000
1000
thành bốn cánh.
01:13
Or it could take a fly and put legs where its antennae should be.
24
61000
4000
Hoặc nó sẽ biến râu con ruồi thành chân.
01:17
Or if you're familiar with "The Princess Bride,"
25
65000
2000
Hoặc như trong phim "Cô dâu công chúa,"
01:19
it could create a six-fingered man.
26
67000
2000
nó có thể tạo ra người có sáu ngón tay.
01:21
Now, a hallmark of computer programs
27
69000
2000
Điểm mốc của các chương trình máy tính
01:23
is just this kind of sensitivity to small changes.
28
71000
3000
chỉ là sự nhạy cảm với những thay đổi nhỏ.
01:26
If your bank account's one dollar, and you flip a single bit,
29
74000
2000
Giả sử tài khoản ngân hàng của bạn là
1 đô, và bạn thay đổi một dấu chấm,
1 đô, và bạn thay đổi một dấu chấm,
01:28
you could end up with a thousand dollars.
30
76000
2000
bạn có thể có một nghìn đô.
01:30
So these small changes are things that I think
31
78000
3000
Vậy nên những thay đổi nhỏ này
là thứ mà tôi nghĩ rằng
là thứ mà tôi nghĩ rằng
01:33
that -- they indicate to us that a complicated computation
32
81000
2000
chúng chỉ ra một sự tính toán phức tạp
01:35
in development is underlying these amplified, large changes.
33
83000
4000
trong quá trình phát triển nằm dưới những thay đổi lớn.
01:39
So now, all of this indicates that there are molecular programs underlying biology,
34
87000
6000
Vậy nên, tất cả điều này chỉ ra có những
chương trình phân tử nằm dưới sinh vật học
chương trình phân tử nằm dưới sinh vật học
01:45
and it shows the power of molecular programs -- biology does.
35
93000
4000
và nó cho ta thấy sức mạnh của
các lập trình sinh học phân tử.
các lập trình sinh học phân tử.
01:49
And what I want to do is write molecular programs,
36
97000
2000
Và điều tôi muốn làm là viết
các lập trình phân tử,
các lập trình phân tử,
01:51
potentially to build technology.
37
99000
2000
để phát triển công nghệ
01:53
And there are a lot of people doing this,
38
101000
1000
Và có rất nhiều người đang làm điều này,
01:54
a lot of synthetic biologists doing this, like Craig Venter.
39
102000
3000
rất nhiều nhà sinh học tổng hợp,
như Craig Venter.
như Craig Venter.
01:57
And they concentrate on using cells.
40
105000
2000
Và họ tập trung vào việc sử dụng tế bào.
01:59
They're cell-oriented.
41
107000
2000
Họ định hướng tế bào.
02:01
So my friends, molecular programmers, and I
42
109000
2000
Vì vậy các bạn tôi,
những nhà lập trình phân tử, và tôi
những nhà lập trình phân tử, và tôi
02:03
have a sort of biomolecule-centric approach.
43
111000
2000
tiếp cận theo hướng
sinh học phân tử
sinh học phân tử
02:05
We're interested in using DNA, RNA and protein,
44
113000
3000
Chúng tôi quan tâm đến việc sử dụng
DNA, RNA và protein,
DNA, RNA và protein,
02:08
and building new languages for building things from the bottom up,
45
116000
3000
và tạo ra ngôn ngữ mới cho việc
xây dựng những điều từ căn bản
xây dựng những điều từ căn bản
02:11
using biomolecules,
46
119000
1000
bằng các phân tử sinh học,
02:12
potentially having nothing to do with biology.
47
120000
3000
hầu như không liên quan đến sinh vật học.
02:15
So, these are all the machines in a cell.
48
123000
4000
Vì vậy, đây là tất cả bộ máy trong tế bào.
02:19
There's a camera.
49
127000
2000
Đây là một camera
02:21
There's the solar panels of the cell,
50
129000
1000
Bộ máy năng lượng của tế bào
02:22
some switches that turn your genes on and off,
51
130000
2000
một vài công tắc để bật tắt gen,
02:24
the girders of the cell, motors that move your muscles.
52
132000
3000
bộ xương tế bào, động cơ giúp bạn cử động cơ.
02:27
My little group of molecular programmers
53
135000
2000
Nhóm lập trình phân tử nhỏ của tôi
02:29
are trying to refashion all of these parts from DNA.
54
137000
4000
đang cố tái tạo các phần này từ DNA.
02:33
We're not DNA zealots, but DNA is the cheapest,
55
141000
2000
Chúng tôi không phải là người cuồng DNA,
nhưng DNA là nguyên liệu rẻ nhất,
nhưng DNA là nguyên liệu rẻ nhất,
02:35
easiest to understand and easy to program material to do this.
56
143000
3000
dễ hiểu nhất và dễ lập trình nhất.
02:38
And as other things become easier to use --
57
146000
2000
Khi các vật liệu khác
trở nên dễ sử dụng hơn --
trở nên dễ sử dụng hơn --
02:40
maybe protein -- we'll work with those.
58
148000
3000
có thể là protein --
chúng tôi sẽ thử với chúng.
chúng tôi sẽ thử với chúng.
02:43
If we succeed, what will molecular programming look like?
59
151000
2000
Nếu thành công, lập trình phân tử
sẽ trông như thế nào?
sẽ trông như thế nào?
02:45
You're going to sit in front of your computer.
60
153000
2000
Bạn sẽ ngồi trước màn hình máy tính.
02:47
You're going to design something like a cell phone,
61
155000
2000
Bạn sẽ thiết kế thứ gì đó
như chiếc điện thoại di động,
như chiếc điện thoại di động,
02:49
and in a high-level language, you'll describe that cell phone.
62
157000
2000
bằng một ngôn ngữ cấp cao,
bạn sẽ mô tả chiếc di động đó.
bạn sẽ mô tả chiếc di động đó.
02:51
Then you're going to have a compiler
63
159000
2000
Sau đó sẽ có một máy biên soạn
02:53
that's going to take that description
64
161000
1000
đem những mô tả đó
02:54
and it's going to turn it into actual molecules
65
162000
2000
và biến chúng thành những phân tử thật
02:56
that can be sent to a synthesizer
66
164000
2000
có thể được đưa đến máy tổng hợp
02:58
and that synthesizer will pack those molecules into a seed.
67
166000
3000
và máy tổng hợp sẽ đóng gói các
phân tử này vào trong hạt giống.
phân tử này vào trong hạt giống.
03:01
And what happens if you water and feed that seed appropriately,
68
169000
3000
Và chuyện gì sẽ xảy ra nếu bạn trồng
và chăm sóc hạt giống đó,
và chăm sóc hạt giống đó,
03:04
is it will do a developmental computation,
69
172000
2000
liệu nó có sẽ phát triển
theo tiến trình đã tính trước
theo tiến trình đã tính trước
03:06
a molecular computation, and it'll build an electronic computer.
70
174000
3000
một tính toán cấp phân tử, và nó sẽ tạo nên
một máy tính điện tử.
một máy tính điện tử.
03:09
And if I haven't revealed my prejudices already,
71
177000
2000
Và nếu tôi chưa nói rõ
quan điểm của mình thì,
quan điểm của mình thì,
03:12
I think that life has been about molecular computers
72
180000
2000
tôi cho rằng sự sống luôn là các máy tính
phân tử
phân tử
03:14
building electrochemical computers,
73
182000
2000
tạo nên các máy tính điện hoá,
03:16
building electronic computers,
74
184000
2000
tạo nên các máy tính điện tử,
03:18
which together with electrochemical computers
75
186000
2000
mà sự kết hợp với máy tính điện hoá
03:20
will build new molecular computers,
76
188000
2000
sẽ tạo nên máy tính phân tử mới,
03:22
which will build new electronic computers, and so forth.
77
190000
3000
rồi sẽ tạo nên máy tính điện tử mới,
và cứ thế.
và cứ thế.
03:25
And if you buy all of this,
78
193000
1000
Và nếu bạn tin vào điều này,
03:26
and you think life is about computation, as I do,
79
194000
2000
và bạn nghĩ sự sống là sự lập trình,
như tôi vậy,
như tôi vậy,
03:28
then you look at big questions through the eyes of a computer scientist.
80
196000
3000
thì bạn sẽ tiếp cận các câu hỏi lớn
bằng đôi mắt của nhà khoa học máy tính.
bằng đôi mắt của nhà khoa học máy tính.
03:31
So one big question is, how does a baby know when to stop growing?
81
199000
4000
Vậy câu hỏi lớn là làm sao để đứa trẻ
biết khi nào nó ngừng lớn lên?
biết khi nào nó ngừng lớn lên?
03:35
And for molecular programming,
82
203000
2000
Và cho lập trình phân tử,
03:37
the question is how does your cell phone know when to stop growing?
83
205000
2000
câu hỏi là làm sao để chiếc điện thoại
biết khi nào ngừng phát triển?
biết khi nào ngừng phát triển?
03:39
(Laughter)
84
207000
1000
(Cười lớn)
03:40
Or how does a computer program know when to stop running?
85
208000
3000
Hay làm sao chương trình máy tính biết
khi nào ngừng chạy?
khi nào ngừng chạy?
03:43
Or more to the point, how do you know if a program will ever stop?
86
211000
3000
Hay hơn nữa, làm sao bạn biết
liệu một chương trình có dừng lại?
liệu một chương trình có dừng lại?
03:46
There are other questions like this, too.
87
214000
2000
Còn có nhiều câu hỏi tương tự như vậy nữa.
03:48
One of them is Craig Venter's question.
88
216000
2000
Một trong số đó
là câu hỏi của Craig Venter
là câu hỏi của Craig Venter
03:50
Turns out I think he's actually a computer scientist.
89
218000
2000
Tôi nghĩ ông ta thật sự là một nhà
khoa học máy tính.
khoa học máy tính.
03:52
He asked, how big is the minimal genome
90
220000
3000
Ông ấy hỏi, bộ gen tối thiểu
phải lớn bao nhiêu
phải lớn bao nhiêu
03:55
that will give me a functioning microorganism?
91
223000
2000
để cho ta một vi sinh vật có chức năng?
03:57
How few genes can I use?
92
225000
2000
Phải sử dụng tối thiểu chừng nào gen?
03:59
This is exactly analogous to the question,
93
227000
2000
Câu hỏi này giống hệt như,
04:01
what's the smallest program I can write
94
229000
1000
chương trình nhỏ nhất mà tôi có thể viết
04:02
that will act exactly like Microsoft Word?
95
230000
2000
để hoạt động như Microsoft Word là gì?
04:04
(Laughter)
96
232000
1000
(Cười lớn)
04:05
And just as he's writing, you know, bacteria that will be smaller,
97
233000
4000
Và khi nói ông ấy viết ra
một vi khuẩn nhỏ hơn,
một vi khuẩn nhỏ hơn,
04:09
he's writing genomes that will work,
98
237000
1000
ông ấy đang viết bộ gen
có thể hoạt động được,
có thể hoạt động được,
04:10
we could write smaller programs
99
238000
2000
chúng ta có thể viết
các chương trình nhỏ hơn
các chương trình nhỏ hơn
04:12
that would do what Microsoft Word does.
100
240000
2000
mà hoạt động được như Microsoft Word.
04:14
But for molecular programming, our question is,
101
242000
2000
Nhưng với lập trình phân tử, câu hỏi là,
04:16
how many molecules do we need to put in that seed to get a cell phone?
102
244000
4000
có bao nhiêu phân tử cần đưa vào hạt giống
để tạo ra một chiếc điện thoại?
để tạo ra một chiếc điện thoại?
04:20
What's the smallest number we can get away with?
103
248000
2000
Con số nhỏ nhất là bao nhiêu?
04:22
Now, these are big questions in computer science.
104
250000
2000
Hiện tại đây chính là những câu hỏi lớn
với khoa học máy tính.
với khoa học máy tính.
04:24
These are all complexity questions,
105
252000
2000
Đây là những câu hỏi phức tạp,
04:26
and computer science tells us that these are very hard questions.
106
254000
2000
và khoa học máy tính cho thấy chúng
là những câu hỏi khó.
là những câu hỏi khó.
04:28
Almost -- many of them are impossible.
107
256000
2000
Hầu như - nhiều câu hỏi là bất khả thi.
04:30
But for some tasks, we can start to answer them.
108
258000
3000
Nhưng với một số, chúng ta có thể bắt đầu
tìm ra câu trả lời.
tìm ra câu trả lời.
04:33
So, I'm going to start asking those questions
109
261000
1000
Vậy nên tôi sẽ bắt đầu hỏi những câu hỏi
04:34
for the DNA structures I'm going to talk about next.
110
262000
3000
cho cấu trúc DNA mà tôi sắp nói tới.
04:37
So, this is normal DNA, what you think of as normal DNA.
111
265000
3000
Vậy, đây là một DNA bình thường
mà bạn biết đến.
mà bạn biết đến.
04:40
It's double-stranded, it's a double helix,
112
268000
2000
Nó có hai chuỗi xoắn với nhau,
04:42
has the As, Ts, Cs and Gs that pair to hold the strands together.
113
270000
3000
và có các A, T, C, G bắt đôi để nối
hai chuỗi với nhau.
hai chuỗi với nhau.
04:45
And I'm going to draw it like this sometimes,
114
273000
2000
Và tôi sẽ vẽ như thế này,
04:47
just so I don't scare you.
115
275000
2000
để không khiến bạn cảm thấy kì lạ.
04:49
We want to look at individual strands and not think about the double helix.
116
277000
3000
Ta quan tâm đến từng chuỗi riêng biệt
thay vì hai chuỗi xoắn.
thay vì hai chuỗi xoắn.
04:52
When we synthesize it, it comes single-stranded,
117
280000
3000
Khi ta tổng hợp, kết quả chỉ là một chuỗi,
04:55
so we can take the blue strand in one tube
118
283000
3000
và chúng ta có thể lấy chuỗi xanh dương
trong một ống
trong một ống
04:58
and make an orange strand in the other tube,
119
286000
2000
và tạo ra chuỗi cam ở ống khác,
05:00
and they're floppy when they're single-stranded.
120
288000
2000
và chúng uốn éo khi ở dạng đơn chuỗi.
05:02
You mix them together and they make a rigid double helix.
121
290000
3000
Khi bạn trộn chúng lại, chúng sẽ tạo nên
cấu trúc hai chuỗi xoắn.
cấu trúc hai chuỗi xoắn.
05:05
Now for the last 25 years,
122
293000
2000
Trong vòng 25 năm gần đây,
05:07
Ned Seeman and a bunch of his descendants
123
295000
2000
Ned Seeman và nhiều hậu duệ của ông
05:09
have worked very hard and made beautiful three-dimensional structures
124
297000
3000
đã làm việc cật lực và
tạo ra cấu trúc 3D xinh đẹp này
tạo ra cấu trúc 3D xinh đẹp này
05:12
using this kind of reaction of DNA strands coming together.
125
300000
3000
bằng phản ứng của các chuỗi DNA
ghép lại với nhau.
ghép lại với nhau.
05:15
But a lot of their approaches, though elegant, take a long time.
126
303000
3000
Nhưng phần lớn các phương pháp đó
dù tinh tế, cũng mất nhiều thời gian.
dù tinh tế, cũng mất nhiều thời gian.
05:18
They can take a couple of years, or it can be difficult to design.
127
306000
3000
Chúng mất vài năm,
hoặc rất khó để thiết kế.
hoặc rất khó để thiết kế.
05:21
So I came up with a new method a couple of years ago
128
309000
3000
Nên vài năm trước tôi đã tìm ra
một phương pháp mới
một phương pháp mới
05:24
I call DNA origami
129
312000
1000
gọi là DNA origami
05:25
that's so easy you could do it at home in your kitchen
130
313000
2000
dễ dàng đến mức bạn có thể thực hiện
ngay tại bếp nhà bạn
ngay tại bếp nhà bạn
05:27
and design the stuff on a laptop.
131
315000
2000
và thiết kế món đồ từ máy tính xách tay.
05:29
But to do it, you need a long, single strand of DNA,
132
317000
3000
Nhưng để làm điều đó,
bạn cần một chuỗi DNA đơn dài,
bạn cần một chuỗi DNA đơn dài,
05:32
which is technically very difficult to get.
133
320000
2000
và thực tế rất khó để có được nó.
05:34
So, you can go to a natural source.
134
322000
2000
Do đó, bạn có thể tìm trong tự nhiên.
05:36
You can look in this computer-fabricated artifact,
135
324000
2000
Bạn có thể nhìn vào vật thể tạo thành từ
máy tính này,
máy tính này,
05:38
and he's got a double-stranded genome -- that's no good.
136
326000
2000
người này có hệ gen với DNA đôi -- không tốt.
05:40
You look in his intestines. There are billions of bacteria.
137
328000
3000
Bạn tìm trong ruột. Có hàng tỉ vi khuẩn.
05:43
They're no good either.
138
331000
2000
Cũng không tốt.
05:45
Double strand again, but inside them, they're infected with a virus
139
333000
2000
Cũng chuỗi đôi,
nhưng bên trong, chúng bị nhiễm virus
nhưng bên trong, chúng bị nhiễm virus
05:47
that has a nice, long, single-stranded genome
140
335000
3000
có bộ gen với một chuỗi đơn, dài, đẹp
05:50
that we can fold like a piece of paper.
141
338000
2000
mà chúng ta có thể xếp như một mảnh giấy.
05:52
And here's how we do it.
142
340000
1000
Và đây là cách chúng tôi làm.
05:53
This is part of that genome.
143
341000
1000
Đây là một phần của bộ gen.
05:54
We add a bunch of short, synthetic DNAs that I call staples.
144
342000
3000
Chúng tôi thêm một số đoạn DNA ngắn
tổng hợp mà tôi gọi là kim dập.
tổng hợp mà tôi gọi là kim dập.
05:57
Each one has a left half that binds the long strand in one place,
145
345000
4000
Mỗi DNA ngắn có một nửa bên trái gắn với
sợi dài ở một đầu phía bên kia,
sợi dài ở một đầu phía bên kia,
06:01
and a right half that binds it in a different place,
146
349000
3000
và nửa bên phải gắn với một đầu khác,
06:04
and brings the long strand together like this.
147
352000
2000
và nối chuỗi dài lại như thế này.
06:07
The net action of many of these on that long strand
148
355000
2000
Kết quả của chuỗi hoạt động
của nhiều phân tử này trên chuỗi dài
của nhiều phân tử này trên chuỗi dài
06:09
is to fold it into something like a rectangle.
149
357000
2000
là để cuộn nó lại thành hình chữ nhật.
06:11
Now, we can't actually take a movie of this process,
150
359000
2000
Chúng tôi thật sự không thể
quay phim lại quá trình này
quay phim lại quá trình này
06:13
but Shawn Douglas at Harvard
151
361000
2000
nhưng Shawn Douglas tại đại học Harvard
06:15
has made a nice visualization for us
152
363000
2000
đã làm cho chúng ta một mô hình
06:17
that begins with a long strand and has some short strands in it.
153
365000
4000
bắt đầu bằng chuối dài và
một vài chuỗi ngắn trên đó.
một vài chuỗi ngắn trên đó.
06:21
And what happens is that we mix these strands together.
154
369000
4000
Và những gì xảy ra khi chúng ta
trộn những chuỗi đó lại với nhau.
trộn những chuỗi đó lại với nhau.
06:25
We heat them up, we add a little bit of salt,
155
373000
2000
Chúng ta đun chúng lên, thêm một ít muối,
06:27
we heat them up to almost boiling and cool them down,
156
375000
2000
chúng ta đun lên gần tới nhiệt độ sôi
rồi làm nguội chúng.
rồi làm nguội chúng.
06:29
and as we cool them down,
157
377000
1000
và trong quá trình làm nguội,
06:30
the short strands bind the long strands
158
378000
2000
chuỗi ngắn gắn vào chuỗi dài
06:32
and start to form structure.
159
380000
2000
và bắt đầu hình thành cấu trúc.
06:34
And you can see a little bit of double helix forming there.
160
382000
3000
Bạn có thể thấy một ít chuỗi xoắn kép
hình thành ở đây.
hình thành ở đây.
06:38
When you look at DNA origami,
161
386000
2000
Khi bạn nhìn vào DNA origami,
06:40
you can see that what it really is,
162
388000
3000
bạn có thể thấy nó thực chất là gì,
06:43
even though you think it's complicated,
163
391000
1000
mặc dù bạn nghĩ nó phức tạp,
06:44
is a bunch of double helices that are parallel to each other,
164
392000
3000
nhưng nó chính là một nhúm các hình xoắn ốc
xếp song song với nhau
xếp song song với nhau
06:47
and they're held together
165
395000
2000
và chúng giữ lấy nhau
06:49
by places where short strands go along one helix
166
397000
2000
tại vị trí các chuỗi ngắn
chạy dọc chuỗi xoắn
chạy dọc chuỗi xoắn
06:51
and then jump to another one.
167
399000
2000
và sau đó nhảy qua chuỗi khác.
06:53
So there's a strand that goes like this, goes along one helix and binds --
168
401000
3000
Vì vậy có một chuỗi đi như thế này,
chạy dọc và nối một chuỗi xoắn
chạy dọc và nối một chuỗi xoắn
06:56
it jumps to another helix and comes back.
169
404000
2000
nó nhảy qua chuỗi kép còn lại
và quay trở lại.
và quay trở lại.
06:58
That holds the long strand like this.
170
406000
2000
Giữ cho chuối dài như thế này.
07:00
Now, to show that we could make any shape or pattern
171
408000
3000
Bây giờ, để cho các bạn thấy tôi có thể
làm ra được bất kì hình dạng gì
làm ra được bất kì hình dạng gì
07:03
that we wanted, I tried to make this shape.
172
411000
2000
chúng ta muốn, tôi sẽ làm hình này
07:06
I wanted to fold DNA into something that goes up over the eye,
173
414000
2000
Tôi muốn cuộn DNA thành một hình
chạy lên trên con mắt,
chạy lên trên con mắt,
07:08
down the nose, up the nose, around the forehead,
174
416000
3000
dưới cái mũi, trên cái mũi,
vòng quanh trán,
vòng quanh trán,
07:11
back down and end in a little loop like this.
175
419000
3000
vòng xuống và kết thúc bằng cái vòng nhỏ
như thế này.
như thế này.
07:14
And so, I thought, if this could work, anything could work.
176
422000
3000
Vì lẽ đó, tôi nghĩ, nếu cái này làm được
thì bất cứ cái gì cũng làm được.
thì bất cứ cái gì cũng làm được.
07:17
So I had the computer program design the short staples to do this.
177
425000
3000
Tôi cho máy tính thiết kế các kim dập ngắn
để làm điều này.
để làm điều này.
07:20
I ordered them; they came by FedEx.
178
428000
2000
Tôi đặt hàng, FedEx gửi cho tôi.
07:22
I mixed them up, heated them, cooled them down,
179
430000
2000
Tôi trộn chúng lại, đun lên rồi để nguội
07:24
and I got 50 billion little smiley faces
180
432000
4000
và tôi có 50 tỉ hình mặt cười nhỏ xíu
07:28
floating around in a single drop of water.
181
436000
2000
lơ lửng trong một giọt nước.
07:30
And each one of these is just
182
438000
2000
Và một trong số chúng chỉ bằng
07:32
one-thousandth the width of a human hair, OK?
183
440000
4000
1/1000 bề rộng của một sợi tóc con người.
07:36
So, they're all floating around in solution, and to look at them,
184
444000
3000
Vậy, chúng trôi lơ lửng trong dung dịch,
và để xem được chúng,
và để xem được chúng,
07:39
you have to get them on a surface where they stick.
185
447000
2000
bạn phải làm cho nó nổi lên bề mặt
và kết chùm lại.
và kết chùm lại.
07:41
So, you pour them out onto a surface
186
449000
2000
Nên bạn đổ chúng ra trên bề mặt phẳng
07:43
and they start to stick to that surface,
187
451000
2000
và chúng bắt đầu kết dính lại
trên bề mặt đó,
trên bề mặt đó,
07:45
and we take a picture using an atomic-force microscope.
188
453000
2000
rồi chúng ta chụp ảnh chúng bằng
kính hiển vi lực nguyên tử.
kính hiển vi lực nguyên tử.
07:47
It's got a needle, like a record needle,
189
455000
2000
Nó có một cây kim, như cây kim ghi chú,
07:49
that goes back and forth over the surface,
190
457000
2000
chạy qua lại bề mặt đó,
07:51
bumps up and down, and feels the height of the first surface.
191
459000
3000
di chuyển lên xuống để cảm nhận
độ cao của bề mặt đầu tiên.
độ cao của bề mặt đầu tiên.
07:54
It feels the DNA origami.
192
462000
2000
Nó cảm nhận DNA origami.
07:56
There's the atomic-force microscope working
193
464000
2000
Có một kính hiển vi điện tử làm việc
07:59
and you can see that the landing's a little rough.
194
467000
1000
và bạn có thể thấy
bề mặt của chúng hơi gồ ghề.
bề mặt của chúng hơi gồ ghề.
08:00
When you zoom in, they've got, you know,
195
468000
2000
Khi bạn phóng to lên,
08:02
weak jaws that flip over their heads
196
470000
1000
chúng có vài hàm yếu vắt qua đầu chúng,
08:03
and some of their noses get punched out, but it's pretty good.
197
471000
3000
và một vài cái mũi bị vỡ ra,
nhưng nhìn chung đều rất tốt.
nhưng nhìn chung đều rất tốt.
08:06
You can zoom in and even see the extra little loop,
198
474000
2000
Bạn có thể phóng to
và nhìn được cái vòng nhỏ đó,
và nhìn được cái vòng nhỏ đó,
08:08
this little nano-goatee.
199
476000
2000
cái chòm râu dê siêu nhỏ này.
08:10
Now, what's great about this is anybody can do this.
200
478000
3000
Bây giờ, điều tuyệt vời là
ai cũng có thể làm được việc này.
ai cũng có thể làm được việc này.
08:13
And so, I got this in the mail about a year after I did this, unsolicited.
201
481000
4000
Vậy nên, tôi nhận được cái này qua thư một năm
sau khi tôi làm ra nó, không hứng thú cho lắm.
sau khi tôi làm ra nó, không hứng thú cho lắm.
08:17
Anyone know what this is? What is it?
202
485000
3000
Có ai biết cái này là gì không?
Nó là gì?
Nó là gì?
08:20
It's China, right?
203
488000
2000
Trung Quốc phải không?
08:22
So, what happened is, a graduate student in China,
204
490000
2000
Vậy nên, chuyện đã xảy ra là,
một sinh viên cao học ở Trung Quốc
một sinh viên cao học ở Trung Quốc
08:24
Lulu Qian, did a great job.
205
492000
2000
Lulu Qian, làm một việc rất tốt.
08:26
She wrote all her own software
206
494000
2000
Cô ấy viết toàn bộ phần mềm
08:28
to design and built this DNA origami,
207
496000
2000
để thiết kế và xây dựng DNA origami này,
08:30
a beautiful rendition of China, which even has Taiwan,
208
498000
3000
một tác phẩm tuyệt vời từ Trung Quốc,
có cả Đài Loan nữa,
có cả Đài Loan nữa,
08:33
and you can see it's sort of on the world's shortest leash, right?
209
501000
3000
và bạn có thể thấy nó đến từ nơi ít được
kiểm soát nhất trên thế giới, đúng không?
kiểm soát nhất trên thế giới, đúng không?
08:36
(Laughter)
210
504000
2000
(Cười lớn)
08:39
So, this works really well
211
507000
1000
Do đó, nó chạy rất tốt,
08:41
and you can make patterns as well as shapes, OK?
212
509000
2000
và bạn có thể làm ra
mọi hình dạng và hoa văn.
mọi hình dạng và hoa văn.
08:44
And you can make a map of the Americas and spell DNA with DNA.
213
512000
3000
Bạn có thể làm được bản đồ nước Mỹ
và đánh vần DNA bằng DNA
và đánh vần DNA bằng DNA
08:47
And what's really neat about it --
214
515000
3000
Và điều khéo léo ở đây là,
08:50
well, actually, this all looks like nano-artwork,
215
518000
2000
nó thực sự là một tuyệt tác
của công nghệ nano
của công nghệ nano
08:52
but it turns out that nano-artwork
216
520000
1000
nhưng tuyệt tác đó
08:53
is just what you need to make nano-circuits.
217
521000
2000
lại là thứ bạn cần để làm ra
mạch điện nano.
mạch điện nano.
08:55
So, you can put circuit components on the staples,
218
523000
2000
Do đó, bạn có thể đặt
các phần của mạch điện vào khuôn,
các phần của mạch điện vào khuôn,
08:57
like a light bulb and a light switch.
219
525000
2000
như bóng đèn và công tắc.
08:59
Let the thing assemble, and you'll get some kind of a circuit.
220
527000
3000
Để cho nó tự lắp ráp
và bạn sẽ có một kiểu mạch điện.
và bạn sẽ có một kiểu mạch điện.
09:02
And then you can maybe wash the DNA away and have the circuit left over.
221
530000
3000
Và bạn có thể rửa trôi DNA đi,
để lại mỗi mạch điện thôi.
để lại mỗi mạch điện thôi.
09:05
So, this is what some colleagues of mine at Caltech did.
222
533000
2000
Đây là thứ mà đồng nghiệp của tôi
ở Caltech làm.
ở Caltech làm.
09:07
They took a DNA origami, organized some carbon nano-tubes,
223
535000
3000
Họ lấy DNA origami,
sắp xếp thêm ống carbon nano
sắp xếp thêm ống carbon nano
09:10
made a little switch, you see here, wired it up,
224
538000
2000
làm một công tắc nhỏ, bạn thấy ở đây,
nối dây lại,
nối dây lại,
09:12
tested it and showed that it is indeed a switch.
225
540000
3000
kiểm tra và chắc rằng nó là một công tắc.
09:15
Now, this is just a single switch
226
543000
2000
Bây giờ, nó chỉ là một công tắc đơn,
09:17
and you need half a billion for a computer, so we have a long way to go.
227
545000
4000
và bạn cần cỡ nửa tỉ cái cho một máy tính,
nên chúng ta cần phải làm rất nhiều.
nên chúng ta cần phải làm rất nhiều.
09:21
But this is very promising
228
549000
2000
Nhưng nó rất triển vọng
09:23
because the origami can organize parts just one-tenth the size
229
551000
5000
bởi vì origami có thể sắp xếp những phần
chỉ cỡ 1/10 kích thước
chỉ cỡ 1/10 kích thước
09:28
of those in a normal computer.
230
556000
1000
của chúng trong một máy tính bình thường
09:29
So it's very promising for making small computers.
231
557000
3000
Cho nên nó rất triển vọng
trong việc tạo ra những máy tính nhỏ.
trong việc tạo ra những máy tính nhỏ.
09:32
Now, I want to get back to that compiler.
232
560000
3000
Bây giờ, tôi muốn quay lại với
máy biên dịch
máy biên dịch
09:35
The DNA origami is a proof that that compiler actually works.
233
563000
3000
DNA origami là bằng chứng cho thấy
máy biên dịch thật sự hoạt động.
máy biên dịch thật sự hoạt động.
09:39
So, you start with something in the computer.
234
567000
2000
Bạn bắt đầu bằng thứ gì đó trong máy tính.
09:41
You get a high-level description of the computer program,
235
569000
3000
Bạn đang có một mô tả cấp cao
của chương trình máy tính,
của chương trình máy tính,
09:44
a high-level description of the origami.
236
572000
2000
bản mô tả cấp cao của cái origami này.
09:46
You can compile it to molecules, send it to a synthesizer,
237
574000
3000
Bạn có thể biên dịch nó thành các phân tử,
gửi tới máy tổng hợp,
gửi tới máy tổng hợp,
09:49
and it actually works.
238
577000
1000
và nó đã có thể hoạt động.
09:50
And it turns out that a company has made a nice program
239
578000
4000
Hóa ra có một công ty làm ra phần mềm này
09:54
that's much better than my code, which was kind of ugly,
240
582000
2000
tốt hơn những câu lệnh xấu xí của tôi
09:56
and will allow us to do this in a nice,
241
584000
1000
sẽ cho phép chúng ta làm ra nó
09:57
visual, computer-aided design way.
242
585000
2000
theo một cách đẹp, dễ nhìn,
và được máy tính bổ trợ.
và được máy tính bổ trợ.
10:00
So, now you can say, all right,
243
588000
1000
Bây giờ bạn có thể hỏi rằng
10:01
why isn't DNA origami the end of the story?
244
589000
2000
tại sao DNA origami không là
đoạn kết câu chuyện?
đoạn kết câu chuyện?
10:03
You have your molecular compiler, you can do whatever you want.
245
591000
2000
Bạn có máy biên dịch phân tử,
bạn có thể làm được bất cứ thứ gì bạn muốn
bạn có thể làm được bất cứ thứ gì bạn muốn
10:05
The fact is that it does not scale.
246
593000
3000
Thực tế nó không được dùng như vậy.
10:08
So if you want to build a human from DNA origami,
247
596000
3000
Nếu bạn muốn tạo ra một con người
từ DNA origami,
từ DNA origami,
10:11
the problem is, you need a long strand
248
599000
2000
bạn sẽ cần một chuỗi rất dài,
10:13
that's 10 trillion trillion bases long.
249
601000
3000
10 triệu tỷ tỷ base.
10:16
That's three light years' worth of DNA,
250
604000
2000
Nó sẽ là đoạn DNA dài 3 năm ánh sáng,
10:18
so we're not going to do this.
251
606000
2000
nên chúng ta sẽ không làm điều đó.
10:20
We're going to turn to another technology,
252
608000
2000
Chúng ta sẽ chuyển sang công nghệ khác,
10:22
called algorithmic self-assembly of tiles.
253
610000
2000
gọi là thuật toán tự dịch mã của viên gạch
10:24
It was started by Erik Winfree,
254
612000
2000
Nó được khởi xướng bởi Erik Winfree,
10:26
and what it does,
255
614000
1000
và những gì nó làm là,
10:27
it has tiles that are a hundredth the size of a DNA origami.
256
615000
4000
tạo ra các viên gạch chỉ bằng 1/100 lần
kích cỡ của DNA origami.
kích cỡ của DNA origami.
10:31
You zoom in, there are just four DNA strands
257
619000
2000
Bạn phóng to nó lên,
bạn chỉ thấy bốn sợi DNA
bạn chỉ thấy bốn sợi DNA
10:34
and they have little single-stranded bits on them
258
622000
2000
và chúng có những sợi đơn nhỏ hơn bện vào
10:36
that can bind to other tiles, if they match.
259
624000
2000
để kết nối với những viên khác,
nếu trùng khớp.
nếu trùng khớp.
10:38
And we like to draw these tiles as little squares.
260
626000
3000
Và chúng ta sẽ vẽ những viên gạch này
như những hình vuông nhỏ.
như những hình vuông nhỏ.
10:42
And if you look at their sticky ends, these little DNA bits,
261
630000
2000
Nếu như bạn nhìn vào đuôi của
các đoạn DNA nhỏ này,
các đoạn DNA nhỏ này,
10:44
you can see that they actually form a checkerboard pattern.
262
632000
3000
bạn có thể thấy chúng thực sự tạo thành
hoa văn bàn cờ.
hoa văn bàn cờ.
10:47
So, these tiles would make a complicated, self-assembling checkerboard.
263
635000
3000
Vậy nên, những viên gạch này làm nên
một bàn cờ tự ráp phức tạp.
một bàn cờ tự ráp phức tạp.
10:50
And the point of this, if you didn't catch that,
264
638000
2000
Và cái chính ở đây là, nếu bạn không hiểu được,
10:52
is that tiles are a kind of molecular program
265
640000
3000
những viên gạch đó là một dạng
lập trình phân tử
lập trình phân tử
10:55
and they can output patterns.
266
643000
3000
và nó có thể cho ra một hoa văn nhất định.
10:58
And a really amazing part of this is
267
646000
2000
Và phần thú vị của nó ở đây là
11:00
that any computer program can be translated
268
648000
2000
mọi chương trình máy tính
đều có thể được dịch ra thành
đều có thể được dịch ra thành
11:02
into one of these tile programs -- specifically, counting.
269
650000
3000
một trong các chương trình viên gạch này,
đặc biệt là việc tính toán.
đặc biệt là việc tính toán.
11:05
So, you can come up with a set of tiles
270
653000
3000
Nên bạn có thể nghĩ ra
một tập hợp các viên gạch
một tập hợp các viên gạch
11:08
that when they come together, form a little binary counter
271
656000
3000
mà khi kết nối với nhau, tạo ra
một bộ đếm nhị phân nhỏ
một bộ đếm nhị phân nhỏ
11:11
rather than a checkerboard.
272
659000
2000
hơn là một bàn cờ.
11:13
So you can read off binary numbers five, six and seven.
273
661000
3000
Do đó bạn có thể đọc được số nhị phân của
năm, sáu, và bảy.
năm, sáu, và bảy.
11:16
And in order to get these kinds of computations started right,
274
664000
3000
Và muốn phép toán này đúng ngay từ lúc khởi đầu,
11:19
you need some kind of input, a kind of seed.
275
667000
2000
bạn cần một đầu vào, một kiểu hạt giống.
11:21
You can use DNA origami for that.
276
669000
2000
Bạn có thể dùng DNA origami làm hạt giống.
11:23
You can encode the number 32
277
671000
2000
Bạn có thể mã hóa con số 32
11:25
in the right-hand side of a DNA origami,
278
673000
2000
vào phía bên phải của DNA origami,
11:27
and when you add those tiles that count,
279
675000
2000
và khi bạn thêm những viên gạch vào bộ đếm
11:29
they will start to count -- they will read that 32
280
677000
3000
nó sẽ bắt đầu đếm, nó sẽ đọc 32 con số
11:32
and they'll stop at 32.
281
680000
2000
và sẽ dừng ở 32.
11:34
So, what we've done is we've figured out a way
282
682000
3000
Vậy nên điều chúng tôi đã làm là tìm ra
11:37
to have a molecular program know when to stop going.
283
685000
3000
một chương trình phân tử
biết chỗ nào phải dừng.
biết chỗ nào phải dừng.
11:40
It knows when to stop growing because it can count.
284
688000
2000
Nó biết lúc nào cần dừng phát triển
vì nó có thể đếm được.
vì nó có thể đếm được.
11:42
It knows how big it is.
285
690000
2000
Nó biết nó đã lớn được bao nhiêu.
11:44
So, that answers that sort of first question I was talking about.
286
692000
3000
Vậy nên nó đã trả lời được
câu hỏi đầu tiên tôi nêu ra.
câu hỏi đầu tiên tôi nêu ra.
11:47
It doesn't tell us how babies do it, however.
287
695000
3000
Nhưng nó vẫn chưa trả lời được
liệu em bé có thể làm được việc đó không.
liệu em bé có thể làm được việc đó không.
11:50
So now, we can use this counting to try and get at much bigger things
288
698000
4000
Vậy bây giờ chúng ta sẽ dùng cách đếm này
11:54
than DNA origami could otherwise.
289
702000
1000
và cố gắng áp đặt cho những vật lớn hơn
DNA origami có thể làm.
DNA origami có thể làm.
11:55
Here's the DNA origami, and what we can do
290
703000
3000
Đây là DNA origami,
và điều ta có thể làm là
và điều ta có thể làm là
11:58
is we can write 32 on both edges of the DNA origami,
291
706000
3000
viết 32 con số lên hai cạnh của nó,
12:01
and we can now use our watering can
292
709000
2000
và ta có thể dùng cái bình tưới cây
12:03
and water with tiles, and we can start growing tiles off of that
293
711000
4000
thêm vào đó những viên gạch,
và bắt đầu trồng những viên gạch
và bắt đầu trồng những viên gạch
12:07
and create a square.
294
715000
2000
và tạo ra một ô vuông.
12:09
The counter serves as a template
295
717000
3000
Bộ đếm hoạt động như một bộ khuôn
12:12
to fill in a square in the middle of this thing.
296
720000
2000
để làm đầy ô vuông ở chính giữa của nó.
12:14
So, what we've done is we've succeeded
297
722000
1000
Do đó, chúng ta đã thành công
12:15
in making something much bigger than a DNA origami
298
723000
3000
trong việc làm ra thứ gì đó lớn hơn nhiều
so với DNA origami
so với DNA origami
12:18
by combining DNA origami with tiles.
299
726000
3000
bằng cách kết hợp DNA origami
với các viên gạch.
với các viên gạch.
12:21
And the neat thing about it is, is that it's also reprogrammable.
300
729000
3000
Và điều dễ dàng ở đây
là chúng có thể được tái lập trình.
là chúng có thể được tái lập trình.
12:24
You can just change a couple of the DNA strands in this binary representation
301
732000
4000
Bạn có thể chỉ thay đổi vài sợi DNA
trong chuỗi nhị phân này
trong chuỗi nhị phân này
12:28
and you'll get 96 rather than 32.
302
736000
3000
và bạn sẽ có 96 con số thay vì 32.
12:31
And if you do that, the origami's the same size,
303
739000
3000
Nếu như bạn làm như vậy,
khối origami vẫn giữ nguyên kích thước,
khối origami vẫn giữ nguyên kích thước,
12:34
but the resulting square that you get is three times bigger.
304
742000
4000
nhưng kết quả bạn sẽ nhận được khối vuông
lớn gấp ba lần khối ban đầu.
lớn gấp ba lần khối ban đầu.
12:39
So, this sort of recapitulates
305
747000
1000
Tóm lại, điều tôi muốn nói ở đây
12:40
what I was telling you about development.
306
748000
2000
là sự phát triển.
12:42
You have a very sensitive computer program
307
750000
3000
Bạn có một chương trình máy tính
rất nhạy cảm
rất nhạy cảm
12:45
where small changes -- single, tiny, little mutations --
308
753000
3000
khi mà mọi thay đổi nhỏ
-- những đột biến lẻ, rất nhỏ thôi --
-- những đột biến lẻ, rất nhỏ thôi --
12:48
can take something that made one size square
309
756000
2000
có thể thay đổi một khối vuông
với kích cỡ đầu
với kích cỡ đầu
12:50
and make something very much bigger.
310
758000
3000
và tạo ra thứ lớn hơn nhiều lần.
12:54
Now, this -- using counting to compute
311
762000
3000
Bây giờ, sử dụng kiểu đếm này để tính toán
12:57
and build these kinds of things
312
765000
2000
và xây dựng nên những thứ này
12:59
by this kind of developmental process
313
767000
2000
bằng cách phát triển đã nói trên
13:01
is something that also has bearing on Craig Venter's question.
314
769000
4000
phần nào đã trả lời được
câu hỏi của Craig Venter.
câu hỏi của Craig Venter.
13:05
So, you can ask, how many DNA strands are required
315
773000
2000
Do đó, bạn có thể hỏi
cần bao nhiêu sợi DNA
cần bao nhiêu sợi DNA
13:07
to build a square of a given size?
316
775000
2000
để làm ra khối vuông
với kích thước định sẵn?
với kích thước định sẵn?
13:09
If we wanted to make a square of size 10, 100 or 1,000,
317
777000
5000
Nếu ta muốn khối vuông đó có kích thước
cỡ 10, 100 hay 1000
cỡ 10, 100 hay 1000
13:14
if we used DNA origami alone,
318
782000
2000
Nếu chỉ sử dụng DNA origami,
13:16
we would require a number of DNA strands that's the square
319
784000
3000
ta sẽ cần một lượng sợi DNA vừa với
13:19
of the size of that square;
320
787000
2000
kích cỡ của khối vuông;
13:21
so we'd need 100, 10,000 or a million DNA strands.
321
789000
2000
vậy là 100, 10 000,
thậm chí cả triệu sợi DNA.
thậm chí cả triệu sợi DNA.
13:23
That's really not affordable.
322
791000
2000
Điều đó nằm ngoài khả năng của ta.
13:25
But if we use a little computation --
323
793000
2000
Nhưng nếu như ta sử dụng
một ít tính toán ở đây
một ít tính toán ở đây
13:27
we use origami, plus some tiles that count --
324
795000
4000
dùng origami, cộng thêm vài viên gạch
có thể đếm được,
có thể đếm được,
13:31
then we can get away with using 100, 200 or 300 DNA strands.
325
799000
3000
chúng ta sẽ chỉ cần dùng
100, 200 hoặc 300 sợi DNA.
100, 200 hoặc 300 sợi DNA.
13:34
And so we can exponentially reduce the number of DNA strands we use,
326
802000
5000
Có thể thấy, ta có thể giảm theo hàm số mũ
số lượng sợi DNA ta cần dùng,
số lượng sợi DNA ta cần dùng,
13:39
if we use counting, if we use a little bit of computation.
327
807000
3000
nếu ta sử dụng cách tính trên
và một vài tính toán nho nhỏ.
và một vài tính toán nho nhỏ.
13:42
And so computation is some very powerful way
328
810000
3000
Vì vậy việc tính toán có sức mạnh lớn
13:45
to reduce the number of molecules you need to build something,
329
813000
3000
trong việc giảm số phân tử bạn cần
để tạo ra thứ gì đó,
để tạo ra thứ gì đó,
13:48
to reduce the size of the genome that you're building.
330
816000
3000
giảm kích thước bộ gen bạn đang xây dựng.
13:51
And finally, I'm going to get back to that sort of crazy idea
331
819000
3000
Cuối cùng, tôi sẽ quay lại với
cái ý tưởng điên rồ ban đầu
cái ý tưởng điên rồ ban đầu
13:54
about computers building computers.
332
822000
2000
về việc máy tính tạo ra máy tính.
13:56
If you look at the square that you build with the origami
333
824000
3000
Nếu như bạn nhìn vào khối vuông bạn tạo ra
bằng origami
bằng origami
13:59
and some counters growing off it,
334
827000
2000
và một vài bộ đếm lớn lên từ đó,
14:01
the pattern that it has is exactly the pattern that you need
335
829000
3000
hoa văn của nó chính là hoa văn bạn cần
14:04
to make a memory.
336
832000
1000
để tạo nên bộ nhớ.
14:05
So if you affix some wires and switches to those tiles --
337
833000
3000
Vậy nên nếu bạn thêm vài sợi dây nối
và chuyển vào các viên gạch
và chuyển vào các viên gạch
14:08
rather than to the staple strands, you affix them to the tiles --
338
836000
3000
thay vì vào các sợi DNA kim dập
14:11
then they'll self-assemble the somewhat complicated circuits,
339
839000
3000
chúng sẽ tự lắp ráp thành
những mạch điện phức tạp,
những mạch điện phức tạp,
14:14
the demultiplexer circuits, that you need to address this memory.
340
842000
3000
mạch phân giải tín hiệu,
mà bạn cần thêm vào bộ nhớ này.
mà bạn cần thêm vào bộ nhớ này.
14:17
So you can actually make a complicated circuit
341
845000
2000
Do đó bạn có thể tự làm ra
một mạch điện phức tạp
một mạch điện phức tạp
14:19
using a little bit of computation.
342
847000
2000
sử dụng một chút tính toán.
14:21
It's a molecular computer building an electronic computer.
343
849000
3000
Đó chính là máy tính phân tử
xây dựng máy tính điện tử.
xây dựng máy tính điện tử.
14:24
Now, you ask me, how far have we gotten down this path?
344
852000
3000
Bây giờ, bạn hỏi chúng tôi
đã đi theo hướng này được bao lâu rồi?
đã đi theo hướng này được bao lâu rồi?
14:27
Experimentally, this is what we've done in the last year.
345
855000
3000
Về mặt thực nghiệm, đây là những gì
chúng tôi đã làm trong suốt năm qua.
chúng tôi đã làm trong suốt năm qua.
14:30
Here is a DNA origami rectangle,
346
858000
2000
Đây là một DNA origami hình tam giác,
14:33
and here are some tiles growing from it.
347
861000
2000
và đây là những viên gạch bên trong nó.
14:35
And you can see how they count.
348
863000
2000
Và bạn có thể thấy cách nó đếm như thế nào
14:37
One, two, three, four, five, six, nine, 10, 11, 12, 17.
349
865000
12000
1, 2, 3 ,4 ,5 ,6, 9, 10, 11, 12, 17.
14:49
So it's got some errors, but at least it counts up.
350
877000
4000
Nó có sai sót tí,
nhưng ít ra nó vẫn đếm lên
nhưng ít ra nó vẫn đếm lên
14:53
(Laughter)
351
881000
1000
(Cười lớn)
14:54
So, it turns out we actually had this idea nine years ago,
352
882000
3000
Thật ra chúng tôi đã có ý tưởng này
từ chín năm trước rồi,
từ chín năm trước rồi,
14:57
and that's about the time constant for how long it takes
353
885000
3000
và đó là khoảng thời gian cần thiết để có thể
15:00
to do these kinds of things, so I think we made a lot of progress.
354
888000
2000
làm ra được thứ như vầy, nên tôi nghĩ rằng
chúng tôi đã làm được kha khá thứ.
chúng tôi đã làm được kha khá thứ.
15:02
We've got ideas about how to fix these errors.
355
890000
2000
Chúng tôi cũng lên ý tưởng
sửa chữa các lỗi này.
sửa chữa các lỗi này.
15:04
And I think in the next five or 10 years,
356
892000
2000
Và tôi nghĩ trong 5 năm hay 10 năm nữa,
15:06
we'll make the kind of squares that I described
357
894000
2000
tôi sẽ làm được những khối vuông kiểu này
15:08
and maybe even get to some of those self-assembled circuits.
358
896000
3000
và có thể làm ra được
những mạch điện tự ráp khác nữa.
những mạch điện tự ráp khác nữa.
15:11
So now, what do I want you to take away from this talk?
359
899000
4000
Vì thế, tôi muốn bạn rút ra được
kết luận gì sau bài nói này?
kết luận gì sau bài nói này?
15:15
I want you to remember that
360
903000
2000
Tôi muốn bạn nhớ rằng
15:17
to create life's very diverse and complex forms,
361
905000
4000
để tạo nên sự sống phong phú
và phức tạp như bây giờ,
và phức tạp như bây giờ,
15:21
life uses computation to do that.
362
909000
2000
cuộc sống cần tính toán
để làm được điều đó.
để làm được điều đó.
15:23
And the computations that it uses, they're molecular computations,
363
911000
4000
Và việc tính toán đó
dựa trên lập trình phân tử
dựa trên lập trình phân tử
15:27
and in order to understand this and get a better handle on it,
364
915000
2000
và để có thể hiểu được điều này
và sử dụng nó tốt hơn,
và sử dụng nó tốt hơn,
15:29
as Feynman said, you know,
365
917000
2000
như Feynnan từng nói,
15:31
we need to build something to understand it.
366
919000
2000
chúng ta cần xây dựng thứ gì đó
để hiểu về nó.
để hiểu về nó.
15:33
And so we are going to use molecules and refashion this thing,
367
921000
4000
Vậy nên ta sẽ sử dụng phân tử
và tái lập trình lại thứ này,
và tái lập trình lại thứ này,
15:37
rebuild everything from the bottom up,
368
925000
2000
xây dựng mọi thứ lại từ đầu,
15:39
using DNA in ways that nature never intended,
369
927000
3000
sử dụng DNA theo cách
tự nhiên chưa bao giờ dùng,
tự nhiên chưa bao giờ dùng,
15:42
using DNA origami,
370
930000
2000
sử dụng DNA origami,
15:44
and DNA origami to seed this algorithmic self-assembly.
371
932000
3000
và DNA origami để ươm mầm nên
thuật toán tự ráp này.
thuật toán tự ráp này.
15:47
You know, so this is all very cool,
372
935000
2000
Bạn biết đó, tất cả điều này rất hay,
nhưng thứ tôi muốn bạn mang về
sau buổi nói chuyện này,
sau buổi nói chuyện này,
15:50
but what I'd like you to take from the talk,
373
938000
1000
15:51
hopefully from some of those big questions,
374
939000
2000
từ một vài câu hỏi lớn,
15:53
is that this molecular programming isn't just about making gadgets.
375
941000
3000
là lập trình phân tử này không phải chỉ về
tạo ra đồ vật.
tạo ra đồ vật.
15:56
It's not just making about --
376
944000
2000
Nó không phải chỉ tạo ra ----
15:58
it's making self-assembled cell phones and circuits.
377
946000
2000
nó tạo ra điện thoại và mạch điện tự ráp.
16:00
What it's really about is taking computer science
378
948000
2000
Điều trọng tâm của nó
là đem khoa học máy tính
là đem khoa học máy tính
16:02
and looking at big questions in a new light,
379
950000
3000
và nhìn vào các câu hỏi lớn
dưới góc nhìn khác,
dưới góc nhìn khác,
16:05
asking new versions of those big questions
380
953000
2000
thêm vào vài phiên bản khác
của các câu hỏi này
của các câu hỏi này
16:07
and trying to understand how biology
381
955000
2000
và cố gắng hiểu được làm cách nào sinh học
16:09
can make such amazing things. Thank you.
382
957000
2000
có thể làm được những điều phi thường.
Cảm ơn.
Cảm ơn.
16:12
(Applause)
383
960000
7000
(Vỗ tay)
ABOUT THE SPEAKER
Paul Rothemund - DNA origamistPaul 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.
Paul Rothemund | Speaker | TED.com