Ученые из Венского университета разработали способ «рисовать» картины из молекул ДНК. Палитра содержит 16 млн цветов для точного воспроизведения цифровых изображений с 24-битной глубиной цвета. Полученные миниатюрные изображения представляют не просто новую форму искусства, но и демонстрацию возможности хранения больших объемов данных на ДНК.
ДНК кодирует огромное количество информации, и не только благодаря расположению оснований (буквы GCAT), но и благодаря структуре двойной цепи. Когда нити соединяются в пары и образуют дуплекс, они следуют определенным правилам, обеспечивающим стабильность, что делает их программируемыми.
Исследователи использовали небольшие нити ДНК, связанные с флуоресцентными молекулами, излучающими красный, зеленый или синий свет. Эти фрагменты соединили для формирования дуплекса с более длинной нитью ДНК, прикрепленной к поверхности.
Различные цвета получаются путем смешивания красных, зеленых и синих молекул в разных соотношениях. Конкретный оттенок каждого цвета можно настроить, регулируя стабильность каждого дуплекса: чем она ниже, тем темнее цвет. Ученые настроили систему так, чтобы создать 256 оттенков для каждого цвета. В сумме это позволяет создать свыше 16,7 млн уникальных комбинаций.
Для рисования ученые использовали метод MAS для синтеза олигонуклеотидов. Эта технология позволяет синтезировать сотни тысяч коротких последовательностей ДНК одновременно и определять, какой цвет разместить на каждом «пикселе» холста.
В эксперименте исследователи показали, как с помощью этого метода можно воссоздать цифровые изображения с разрешением 1024 x 768, каждый пиксель которых кодируется тремя цветами RGB с глубиной 24 бита.
Ученые автоматизировали преобразование: компьютерная программа преобразует код каждого пикселя в последовательности ДНК, которые надо синтезировать. Хотя экспериментальные условия ограничены форматом 1024 x 768 пикселей, метод можно масштабировать и до Full HD и даже до 4K, отмечают разработчики.
Читать далее:
Странную утечку газа нашли в Балтийском море: она поставила ученых в тупик
Посмотрите, как по-разному нашего соседа видят «Хаббл» и «Уэбб»
Мужчина отравился очень популярными грибами: он приготовил их не до конца