0:00:00.000,0:00:03.000
Doğanın nasıl materyal yarattığı hakkında konuşabileceğimi düşündüm.

0:00:03.000,0:00:05.000
Yanımda bir deniz kulağı kabuğu getirdim.

0:00:05.000,0:00:08.000
Bu deniz kulağı kabuğu kütlece

0:00:08.000,0:00:11.000
%98 kalsiyum karbonat

0:00:11.000,0:00:13.000
ve %2 protein içeren bir biyokompozit.

0:00:13.000,0:00:15.000
Yine de jeolojik benzerlerinden

0:00:15.000,0:00:17.000
3000 kat daha dayanıklı.

0:00:17.000,0:00:20.000
Ve birçok insan deniz kulağı kabukları gibi yapıları

0:00:20.000,0:00:22.000
tebeşir gibi kullanabilirler.

0:00:22.000,0:00:24.000
Doğanın malzemeleri nasıl yaptığına hayran olmuştum,

0:00:24.000,0:00:26.000
ve bu hassas işi nasıl

0:00:26.000,0:00:28.000
yaptıklarına dair bir sürü sekans var.

0:00:28.000,0:00:30.000
Mesela bu malzemeler

0:00:30.000,0:00:32.000
yapısal olarak makroskobikler,

0:00:32.000,0:00:34.000
ama nano ölçekte oluşmuşlar.

0:00:34.000,0:00:36.000
Nano ölçekte oluşmuşlar,

0:00:36.000,0:00:39.000
ve onlara bu hassas yapıları oluşturmalarına yardım edecek

0:00:39.000,0:00:42.000
genetik seviyede kodlanmış proteinleri kullanıyorlar.

0:00:42.000,0:00:44.000
Ve büyüleyici bulduğum birşey şu ki

0:00:44.000,0:00:47.000
ya bataryalar ve güneş pilleri gibi

0:00:47.000,0:00:49.000
cansız yapılara

0:00:49.000,0:00:51.000
yaşam verebilseydiniz?

0:00:51.000,0:00:53.000
Ya deniz kulağı kabuğunun yapabildiği gibi

0:00:53.000,0:00:55.000
,yapabilmek derken,

0:00:55.000,0:00:57.000
oda sıcaklığında ve basıncında

0:00:57.000,0:00:59.000
hassas yapılar oluşturmak için

0:00:59.000,0:01:01.000
toksik olmayan kimyasalları kullanıp

0:01:01.000,0:01:03.000
ve toksik olmayan malzemeleri

0:01:03.000,0:01:06.000
tekrar doğaya salabilselerdi?

0:01:06.000,0:01:09.000
Bu benim düşündüğüm bir görüştü.

0:01:09.000,0:01:11.000
Ya bir petri kabında pil yetiştirebilseydiniz?

0:01:11.000,0:01:14.000
Ya da, ya bir pile genetik bilgi verebilseydiniz

0:01:14.000,0:01:16.000
ve böylece zamanın bir fonksiyonu olarak

0:01:16.000,0:01:18.000
daha iyi olabilirdi,

0:01:18.000,0:01:20.000
ve bunu çevre dostu olacak şekilde yapabilseydiniz?

0:01:20.000,0:01:23.000
Ve böylece, tekrar deniz kulağı kabuğuna dönersek

0:01:23.000,0:01:25.000
nano ölçekte olmasının yanı sıra

0:01:25.000,0:01:27.000
büyüleyici olan bir diğer özelliği,

0:01:27.000,0:01:29.000
bir erkek ve dişi deniz kulağı yan yana geldiğinde,

0:01:29.000,0:01:31.000
birbirlerine "Bu hassas bir yapı oluşturmanın yoludur.

0:01:31.000,0:01:34.000
Oda sıcaklığı ve basıncında işte böyle yaparsın,

0:01:34.000,0:01:36.000
toksik olmayan malzemeler kullanarak."

0:01:36.000,0:01:38.000
diyen genetik bilgiyi aktarırlar.

0:01:38.000,0:01:41.000
Diatomlarda da aynı, ki burada camdan yapılar olarak gösteriliyorlar.

0:01:41.000,0:01:43.000
Diatomlar her çoğaldığında

0:01:43.000,0:01:45.000
birbirlerine "İşte mükemmel bir nano-yapıda

0:01:45.000,0:01:47.000
bir camı okyanusta inşa etmenin

0:01:47.000,0:01:49.000
yolu budur. Ve bunu aynı şekilde

0:01:49.000,0:01:51.000
tekrar tekrar yapabilirsin." diyen genetik bilgiyi aktarırlar.

0:01:51.000,0:01:53.000
Yani ya aynı şeyi bir güneş pili

0:01:53.000,0:01:55.000
ya da bataryada da yapabilseydiniz?

0:01:55.000,0:01:58.000
Favori materyalimin 4 yaşımdaki halim olduğunu söylemek istiyorum.

0:01:58.000,0:02:01.000
Çocuğu olanlar, ya da tanıyanlar onların

0:02:01.000,0:02:04.000
inanılmaz karmaşık organizmalar olduğunu bilir

0:02:04.000,0:02:06.000
Ve onları yapmak istemedikleri birşeyi

0:02:06.000,0:02:08.000
yapmaya ikna etmek isterseniz, bu çok zordur.

0:02:08.000,0:02:11.000
Gelecekteki teknoloji hakkında düşündüğümüz zaman

0:02:11.000,0:02:13.000
aslında bakteri ve virüsü kullanmayı düşünüyoruz,

0:02:13.000,0:02:15.000
basit organizmaları.

0:02:15.000,0:02:17.000
Onları benim için önemli olacak bir yapı

0:02:17.000,0:02:19.000
oluşturmaları için

0:02:19.000,0:02:21.000
çalışmaya ikna edebilir misiniz?

0:02:21.000,0:02:23.000
Aynı zamanda, gelecekteki teknolojiyi düşünürken,

0:02:23.000,0:02:25.000
Dünya'nın başlangıcıyla başlıyoruz.

0:02:25.000,0:02:27.000
Temelde, Dünya'da yaşamın oluşması

0:02:27.000,0:02:29.000
bir milyar yıl aldı.

0:02:29.000,0:02:31.000
Ve büyük bir hızla, çok hücreli oldular,

0:02:31.000,0:02:34.000
çoğalabiliyorlardı, enerji kaynaklarını elde etmek için

0:02:34.000,0:02:36.000
fotosentezi kullanabiliyorlardı.

0:02:36.000,0:02:38.000
Ama bu 500 milyon yıl öncesine kadar gerçekleşmedi --

0:02:38.000,0:02:40.000
Kambriyen jeolojik zaman süreci boyunca --

0:02:40.000,0:02:43.000
okyanustaki bu organizmalar sert malzemeler üretmeye başladılar.

0:02:43.000,0:02:46.000
Yumuşak ve kabarık olmadan önce.

0:02:46.000,0:02:48.000
Ve bu zaman boyunca

0:02:48.000,0:02:50.000
doğada kalsiyum, demir ve silikon

0:02:50.000,0:02:52.000
artışı oldu.

0:02:52.000,0:02:55.000
Ve organizmalar nasıl sert malzemeler yapacaklarını öğrendiler.

0:02:55.000,0:02:57.000
İşte benim yapabilmeyi istediğim şey bu --

0:02:57.000,0:02:59.000
biyolojiyi periyodik tablonun

0:02:59.000,0:03:01.000
geri kalanıyla çalışmaya ikna edebilmek.

0:03:01.000,0:03:03.000
Şimdi, eğer biyolojiye bakarsanız,

0:03:03.000,0:03:05.000
DNA, antikorlar, proteinler ve ribozomlar gibi

0:03:05.000,0:03:07.000
var olduğunu bildiğiniz şeyler

0:03:07.000,0:03:09.000
zaten nano-ölçekte.

0:03:09.000,0:03:11.000
Yani doğa bize nanoölçekteki hassas

0:03:11.000,0:03:13.000
yapıları zaten veriyor.

0:03:13.000,0:03:15.000
Acaba onlari HIV

0:03:15.000,0:03:17.000
gibi bir antikor olmadiklarina ikna etsek

0:03:17.000,0:03:19.000
nasil olurdu?

0:03:19.000,0:03:21.000
Yada onlari bizim icin gunes pilleri

0:03:21.000,0:03:23.000
yapmaya ikna etsek?

0:03:23.000,0:03:25.000
iste burada bazi ornekler var: Bunlar dogal kabuklar.

0:03:25.000,0:03:27.000
bunlar dogal biyolojik maddeler

0:03:27.000,0:03:29.000
Deniz kulagu kabuklari burda- ve eger kirabilirseniz

0:03:29.000,0:03:31.000
bunlarin gercekte nano olcekli yap[lar oldugunu goreceksiniz.

0:03:31.000,0:03:34.000
bunlar SiO2 (silica) dan yapilmis diatomlar

0:03:34.000,0:03:36.000
ve bunlar yon bulmak icin kucuk,

0:03:36.000,0:03:39.000
tek alanli miknatislar yapan magnetotactic bakteriler

0:03:39.000,0:03:41.000
bunlarin sahip olduklari ortak sey ise

0:03:41.000,0:03:43.000
butun bu yapilarin ve mlzemelerin nano olcekte olmasi

0:03:43.000,0:03:45.000
ve protein dizisi uretmek icin

0:03:45.000,0:03:47.000
bir DNA dizisine sahip olmalari

0:03:47.000,0:03:49.000
Bu DNA dizisi onlara bu mukemmel yapilari

0:03:49.000,0:03:51.000
insa etmek icin gerekli plani sagliyor.

0:03:51.000,0:03:53.000
Simdi, deniz kulagi kabuguna geri donelim,

0:03:53.000,0:03:56.000
deniz kulagi bu proteinle sayesinde bu kabugu yapabiliyor.

0:03:56.000,0:03:58.000
Bu proteinler eksi yukle yuklenmis.

0:03:58.000,0:04:00.000
ve cevredeki kalsiyumu (Ca +2) kendilerine cekebilyorlar

0:04:00.000,0:04:03.000
bir sira kalsiyum, bir sira karbonat koyuyorlar, kalsiyum ve karbonat ve bu sekilde devam ediyor.

0:04:03.000,0:04:06.000
onun amino asitlerinin kimyasal sirasi

0:04:06.000,0:04:08.000
ona "iste kabugu bu sekilde yapacaksin" diye soyluyor.

0:04:08.000,0:04:10.000
Yapman icin iste DNA dizilisi, iste protein

0:04:10.000,0:04:12.000
dizilisi.

0:04:12.000,0:04:15.000
Ve boylece baska bir ilginc fikir olusuyor, Acaba istediginiz herhangi bir maddeyi

0:04:15.000,0:04:17.000
yada periodik tabladaki herhangi bir elementi alip

0:04:17.000,0:04:20.000
ona ait DNA dizilisini bulsak

0:04:20.000,0:04:22.000
ve bu dizilisile ona maddeye ait protein dizilisini kodlasak,

0:04:22.000,0:04:25.000
ve boylece deniz kulagindan baska bir yapi olustursak

0:04:25.000,0:04:27.000
doğa yoluyl daha once hic calisilma firsati olmamis

0:04:27.000,0:04:30.000
baska birsey insa etsek.

0:04:30.000,0:04:32.000
Ve burda periyodik tablo var.

0:04:32.000,0:04:34.000
Ben periyodik tabloyu kesinlikle cok seviyorum.

0:04:34.000,0:04:37.000
Her sene MIT ye yeni gelen ogrenciler icin

0:04:37.000,0:04:39.000
soyle diyen bir periyodik tablo hazirladim:

0:04:39.000,0:04:42.000
MIT ye hosgeldiniz. Simdi elementinizlesiniz.

0:04:42.000,0:04:45.000
ve tabloyu dondurduklerinde degisik PH degerliklerindeki

0:04:45.000,0:04:47.000
degisik elektrik yuklu aminoasitkeri goruyorlar.

0:04:47.000,0:04:50.000
bunu simdiye kadar binlerce ogrenciye dagittim.

0:04:50.000,0:04:52.000
Biliyorum burasi Caltech, ve biliyorum tablonun uzerinde MIT yaziyor

0:04:52.000,0:04:54.000
ama isteyen olursa yanimda fazladan bir kac tane var.

0:04:54.000,0:04:56.000
bu yil Baskan

0:04:56.000,0:04:58.000
Obama MIT i ziyaret ettigi sirada benim labaratuarimi

0:04:58.000,0:05:00.000
ziyaret ettigim icin gercekten cok sansliydim.

0:05:00.000,0:05:02.000
Ve O'na gercekten bir periyodik tablo hediye etmek istiyordum.

0:05:02.000,0:05:04.000
Bunu butun gece dusundum, esimle konustum

0:05:04.000,0:05:07.000
"Baskan Obama'ya periyodik tabloyu nasil verebilirim?"

0:05:07.000,0:05:09.000
Ya " aa ben de bir tane var" derse

0:05:09.000,0:05:11.000
yada "ben onu zaten ezbere biliyorum" derse?

0:05:11.000,0:05:13.000
Ve ziyaret zamani geldi

0:05:13.000,0:05:15.000
gercekten cok guzel bir ziyaretti

0:05:15.000,0:05:17.000
ve sonra ben soyle dedim

0:05:17.000,0:05:19.000
"Efendim, Eger zor durumda kalir ve

0:05:19.000,0:05:23.000
molekül ağırlığıni hesap etme ihtiyaciniz olur diye size periyodik tablo vermek istiyorum. "

0:05:23.000,0:05:25.000
molekül ağırlığın mol agirligina gore daha az inek

0:05:25.000,0:05:27.000
olur diye dusundum.

0:05:27.000,0:05:29.000
Baskan tabloya bakti

0:05:29.000,0:05:31.000
ve soyle dedi:

0:05:31.000,0:05:33.000
"tesekkur ederim, periyodik olarak kullanicam"

0:05:33.000,0:05:35.000
(Gulusmeler)

0:05:35.000,0:05:39.000
(Alkis)

0:05:39.000,0:05:42.000
Daha sonra temiz enerji konusunda bir konusma yapti

0:05:42.000,0:05:44.000
ve ona verdigim periodik tabloyu cikartip:

0:05:44.000,0:05:46.000
"MIT deki insanlar periyodik tablo veriyor" dedi.

0:05:46.000,0:05:49.000
Yani temel olarak size soylemedigim su ki

0:05:49.000,0:05:52.000
Organizmalarin maddeleri yapmaya baslamasi yaklasik 500 milyon yil once

0:05:52.000,0:05:54.000
fakat bu iste iyi olmalari onlarin 50 milyon senelerini almis.

0:05:54.000,0:05:56.000
Organizmalar 50 milyon senelerini

0:05:56.000,0:05:58.000
mukemmel bir deniz kulagi yapmayi ogrenmek icin vermisler.

0:05:58.000,0:06:00.000
ve bunu bir yuksek lisans ogrencisine anlatmak cok zor.

0:06:00.000,0:06:03.000
"Senin icin mukemmel bir projem var-50 milyon senelik"

0:06:03.000,0:06:05.000
iste bu yuzden bizim bunu

0:06:05.000,0:06:07.000
daha cabuk yapavak bir yol gelistirmemiz gerekli.

0:06:07.000,0:06:09.000
bu yuzden biz non-toxic M13

0:06:09.000,0:06:11.000
bakteriofaj denilen ve gorevi

0:06:11.000,0:06:13.000
bakteriyi enfekte etmek olan bir virus kullaniyoruz.

0:06:13.000,0:06:15.000
onun basit bir DNA yapisi

0:06:15.000,0:06:17.000
var ve siz baska DNA dizilerini

0:06:17.000,0:06:19.000
onun DNA sina kesip yapistirabiirsiniz.

0:06:19.000,0:06:21.000
Bu sekilde virus rastgele

0:06:21.000,0:06:24.000
protein dizilerini nakil edebilir.

0:06:24.000,0:06:26.000
bu cok basit bir biyoteknoloji.

0:06:26.000,0:06:28.000
Ve bunu isterseni milyarlarca kere yapabilirsiniz.

0:06:28.000,0:06:30.000
Buna devam ediyorsunuz ve genetik yapisi ayni olan

0:06:30.000,0:06:32.000
milyarlarca virus elde ediyorsunuz..

0:06:32.000,0:06:34.000
fakat sadece

0:06:34.000,0:06:36.000
bir protein dizilisini

0:06:36.000,0:06:38.000
saglayan kodlari farkli.

0:06:38.000,0:06:40.000
simdibu milyarlarca virusu

0:06:40.000,0:06:42.000
bir damla sivinin icine koysak

0:06:42.000,0:06:45.000
onlari periyodik tabla uzerindeki istediginiz herhangi bir element ile etkilesmeye zorlayabilir

0:06:45.000,0:06:47.000
ve seleksiyon evriminin isleyisine gore

0:06:47.000,0:06:50.000
sizin hosunuza giden bir tanesini bu milarlarca virusun icinden cekip alabiliriz.

0:06:50.000,0:06:52.000
bu sanki bir pil yada gunes pil yetistirmeye benziyor.

0:06:52.000,0:06:55.000
basitce, virusler kendi kendilerine cogalamazlar. onlara bir ev sahibi gereklidir.

0:06:55.000,0:06:57.000
Ne zaman aradiginiz isi yapan virusu bir milyarin icinde buldunuz

0:06:57.000,0:06:59.000
onu bir bakteriye enfekte edersiniz.

0:06:59.000,0:07:01.000
ve ondan belli dizilisi olan milyonlarca

0:07:01.000,0:07:03.000
ve milyarlarca kopya elde etmis olursunuz.

0:07:03.000,0:07:05.000
Biolojinin diger bir guzelligi de

0:07:05.000,0:07:07.000
size gercekten cok zarif yapilari

0:07:07.000,0:07:09.000
uygun olcekteki baglantilari ile verir.

0:07:09.000,0:07:11.000
bu virusler uzun ve ince

0:07:11.000,0:07:13.000
bu ozelliklerini yariiletken maddeler

0:07:13.000,0:07:15.000
yada piller icin materyeller

0:07:15.000,0:07:17.000
elde etmekte kullanabiliriz.

0:07:17.000,0:07:20.000
Iste bu gordugunuz laboratuvarda urettigimiz yuksek guclu bir pil.

0:07:20.000,0:07:23.000
bir virusu karbon nanotupleri tutan bir muhendis haline getirdik.

0:07:23.000,0:07:25.000
yani virusuun bir kismi karbon nanotubleri tutarken

0:07:25.000,0:07:27.000
diger kismi pil icin gerekli materyeli uretecek

0:07:27.000,0:07:30.000
diziye sahip.

0:07:30.000,0:07:33.000
materyal buyudukce akim iletkeninin uzerinde bir tel seklini aliyor

0:07:33.000,0:07:35.000
secici evrim sayesinde

0:07:35.000,0:07:38.000
siradan bir pil insa eden virusten

0:07:38.000,0:07:40.000
kaliteli pil, yuksek guce sahip

0:07:40.000,0:07:43.000
pil yapabilen bir virus elde ettik.

0:07:43.000,0:07:46.000
ve bunlarin hepsi basit bir laboratuar tezgahinda ve oda sicakliginda yapildi.

0:07:46.000,0:07:49.000
Bu yaptigimiz pil, Beyaz Sarayi bir basin toplantisi icin ziyaret etti.

0:07:49.000,0:07:51.000
onu buraya da getirdim.

0:07:51.000,0:07:54.000
iste bu gordugunuz LED isigini calistiran pil o pil.

0:07:54.000,0:07:56.000
Eger bunun olculerini degistirirsek

0:07:56.000,0:07:58.000
bunu Prius da (Toyota prius hibrid araba)

0:07:58.000,0:08:00.000
kullanabilecesiniz

0:08:00.000,0:08:03.000
ki virus gucu ile calitirilan bir araba benim hayallimdi.

0:08:04.000,0:08:06.000
ama bu basitce

0:08:06.000,0:08:09.000
milyarda birini cekip cikarmak.

0:08:09.000,0:08:11.000
Bunu birçok ilâvelerle yapabilirsiniz.

0:08:11.000,0:08:13.000
bu ilaveleri laboratuarda yapmaniz mumkun.

0:08:13.000,0:08:15.000
daha sonra bu yapiyi birlestirip

0:08:15.000,0:08:17.000
pil seklini veriyorsunuz.

0:08:17.000,0:08:19.000
Bunu katalizorlerle de yapmaniz mumkun

0:08:19.000,0:08:21.000
bu ornekte gordugunuz gibi

0:08:21.000,0:08:23.000
bu suyun fotokatalik parcalanmasi.

0:08:23.000,0:08:25.000
bunu su sekilde yapmayi basardik:

0:08:25.000,0:08:28.000
virus boya emen molekulleri tutmasi icin dizayn edildi.

0:08:28.000,0:08:30.000
ve bu molekuller virusun uzerine dizildi

0:08:30.000,0:08:32.000
ve anten gibi davrandi

0:08:32.000,0:08:34.000
boylece virus uzerinden enerji transferini sagladik.

0:08:34.000,0:08:36.000
ve viruse suyu

0:08:36.000,0:08:38.000
hidrijen ve oksijene ayiracak

0:08:38.000,0:08:40.000
inorganik materyeli olusturmasi icin

0:08:40.000,0:08:42.000
ikinci bir gen verdik.

0:08:42.000,0:08:44.000
bu yapi temiz yakitlar icin kullanilabilir.

0:08:44.000,0:08:46.000
Buraya bir ornegini getirdim.

0:08:46.000,0:08:48.000
Ogrencilerim bana calisacagina dair soz verdiler.

0:08:48.000,0:08:50.000
bunlar viruslerden olusmus nanoteller.

0:08:50.000,0:08:53.000
uzerlerine isik tuttugumuda baloncuklar cikardiklarini goreceksiniz.

0:08:53.000,0:08:56.000
oksiyen gazi olusuyor.

0:08:57.000,0:09:00.000
verilen geni kontrol ederek

0:09:00.000,0:09:03.000
olusturdugunuz maddenin ozelliklerini cihazinizin performansi icin gelistirebilirsiniz.

0:09:03.000,0:09:05.000
son ornegim gunes pilleri.

0:09:05.000,0:09:07.000
bunu gunes pilleri icin de yapabilirsiniz.

0:09:07.000,0:09:09.000
biz karbon nanotubleri tutacak

0:09:09.000,0:09:11.000
virusleri olusturduk

0:09:11.000,0:09:15.000
ve onlarin cevresine titanyum dioksit ile kapladik

0:09:15.000,0:09:19.000
bu sayede aletten elektron akisini elde elebiliriz.

0:09:19.000,0:09:21.000
ve anladik ki, gen muhendisligi ile

0:09:21.000,0:09:23.000
boya hassasiyetli

0:09:23.000,0:09:26.000
gunes pillerinin

0:09:26.000,0:09:28.000
performansini

0:09:28.000,0:09:31.000
arttirabilirsiniz.

0:09:31.000,0:09:33.000
Size bunlardan da bir tane getirdim.

0:09:33.000,0:09:36.000
Bunlarla birazdan goz atabilirsiniz.

0:09:36.000,0:09:38.000
bu virus tabanli gunes pili.

0:09:38.000,0:09:40.000
Seleksiyon ve evrim yolu ile

0:09:40.000,0:09:43.000
biz % 8 performansligunes pillerini

0:09:43.000,0:09:46.000
% 11 lik performansa cikartabildik.

0:09:46.000,0:09:48.000
Umarim sizi pgrenilecek bircok mukemmel

0:09:48.000,0:09:51.000
ve ilginc sey

0:09:51.000,0:09:53.000
Ve dohanin nasil maddeleri yaptigi hakkinda

0:09:53.000,0:09:55.000
ve eger zorlarsaniz

0:09:55.000,0:09:57.000
bir sonraki basamaga gecebilecegimiz hakkinda

0:09:57.000,0:09:59.000
yada doganin bile henuz yapmayi hayal edemedigi maddeleri

0:09:59.000,0:10:02.000
insa etmek ve kullanmak konusunda ikna edebilmisimdir.

0:10:02.000,0:10:04.000
Teşekkür ederim.