Новости
Можно ли использовать ДНК для создания картин?
После открытия Уотсоном и Криком в 1953 году структуры двойной спирали ДНК эта молекула привлекала специалистов не только как хранитель наследственной информации в клетках организма, но и как инструмент для различных практических целей. Как можно использовать ее удивительные свойства, в каких областях может найти применение эта уникальная структура? Оказалось, что с помощью ДНК можно хранить большие объемы информации, а также рисовать миниатюрные картины благодаря способности полинуклеотидных цепей комплементарно соединяться друг с другом.
Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных нитей, закрученных в спираль и соединенных с помощью водородных связей между азотистыми основаниям: аденином, гуанином, цитозином и тимином. Соединение в дуплекс происходит по принципу комплементарности: аденин образует связь только с тимином, гуанин ― только с цитозином. Повышением и уменьшением температуры можно направлять этот процесс в лабораторных условиях.
Ученые пометили небольшие нити ДНК флуоресцентными молекулами (красными, синими и зелеными). Затем эти меченые нити соединили с ДНК-микрочипом ― набором кусочков ДНК, прикрепленных к твердой поверхности. Смешение цветов и оттенок регулировали, настраивая условия соединения двух участков ДНК. Чем стабильнее связь, тем получался темнее оттенок. Таким образом ученые создали палитру из 16 миллионов цветов и 24-битной глубиной цвета.
Затем полученное свечение переносили на стеклянную поверхность методом фотолитографии. Ученые получили высокую точность цветопередачи ДНК-копии четырех выбранных изображений по сравнению с оригинальными. Яркость ДНК-картин оказалась выше исходных из-за фоновой флуоресценции. Благодаря этому методу можно точно воспроизвести с помощью нитей ДНК любое цифровое изображение. Этот в значительной степени автоматизированный подход (компьютерная программа преобразует код пикселя в последовательность нуклеотидов) можно рассматривать как миниатюрную живопись на основе уникальной молекулы наследственности.
Разработанный в ходе воспроизведения цифровых изображений с помощью ДНК уровень контроля соединения цепей нуклеиновых кислот может пригодиться и в других сферах, например, в разработке биосенсоров и диагностических медицинских систем, а также везде, где свойство самосборки ДНК требуют тонкой настройки.
Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных нитей, закрученных в спираль и соединенных с помощью водородных связей между азотистыми основаниям: аденином, гуанином, цитозином и тимином. Соединение в дуплекс происходит по принципу комплементарности: аденин образует связь только с тимином, гуанин ― только с цитозином. Повышением и уменьшением температуры можно направлять этот процесс в лабораторных условиях.
Ученые пометили небольшие нити ДНК флуоресцентными молекулами (красными, синими и зелеными). Затем эти меченые нити соединили с ДНК-микрочипом ― набором кусочков ДНК, прикрепленных к твердой поверхности. Смешение цветов и оттенок регулировали, настраивая условия соединения двух участков ДНК. Чем стабильнее связь, тем получался темнее оттенок. Таким образом ученые создали палитру из 16 миллионов цветов и 24-битной глубиной цвета.
Затем полученное свечение переносили на стеклянную поверхность методом фотолитографии. Ученые получили высокую точность цветопередачи ДНК-копии четырех выбранных изображений по сравнению с оригинальными. Яркость ДНК-картин оказалась выше исходных из-за фоновой флуоресценции. Благодаря этому методу можно точно воспроизвести с помощью нитей ДНК любое цифровое изображение. Этот в значительной степени автоматизированный подход (компьютерная программа преобразует код пикселя в последовательность нуклеотидов) можно рассматривать как миниатюрную живопись на основе уникальной молекулы наследственности.
Разработанный в ходе воспроизведения цифровых изображений с помощью ДНК уровень контроля соединения цепей нуклеиновых кислот может пригодиться и в других сферах, например, в разработке биосенсоров и диагностических медицинских систем, а также везде, где свойство самосборки ДНК требуют тонкой настройки.