Η μικρότερη Μόνα Λίζα του κόσμου ‘βάφτηκε’ με DNA

Ερευνητές από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια στις ΗΠΑ ανέπτυξαν μια φθηνή μέθοδο με την οποία το origami του DNA αυτοσυναρμολογείται σε μεγάλες συστοιχίες με πλήρως προσαρμόσιμα μοτίβα, δημιουργώντας ένα είδος καμβά που μπορεί να εμφανίσει οποιαδήποτε εικόνα.

Ένας μεγάλος καμβάς DNA συναρμολογείται από πολλά μικρότερα τετράγωνα πλακάκια origami, σαν να βάζουμε μαζί ένα παζλ. (Πηγή: Φωτογραφία αρχείου)

Οι επιστήμονες δημιούργησαν το μικρότερο αντίγραφο στον κόσμο του διάσημου πίνακα του Λεονάρντο Ντα Βίντσι με τίτλο «Μόνα Λίζα» χρησιμοποιώντας DNA.

Ερευνητές από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια στις ΗΠΑ ανέπτυξαν μια φθηνή μέθοδο με την οποία το origami του DNA αυτοσυναρμολογείται σε μεγάλες συστοιχίες με πλήρως προσαρμόσιμα μοτίβα, δημιουργώντας ένα είδος καμβά που μπορεί να εμφανίσει οποιαδήποτε εικόνα.

Ενώ το DNA είναι ίσως το πιο γνωστό για την κωδικοποίηση των γενετικών πληροφοριών των ζωντανών πραγμάτων, το μόριο είναι επίσης ένα εξαιρετικό χημικό δομικό στοιχείο.

Ένα μονόκλωνο μόριο DNA αποτελείται από μικρότερα μόρια που ονομάζονται νουκλεοτίδια-συντομογραφία A, T, C και G-διατεταγμένα σε μια χορδή ή αλληλουχία.

Τα νουκλεοτίδια σε ένα μονόκλωνο μόριο DNA μπορούν να συνδεθούν με αυτά ενός άλλου μονόκλωνου για να σχηματίσουν δίκλωνο DNA, αλλά τα νουκλεοτίδια δεσμεύονται μόνο με πολύ συγκεκριμένους τρόπους: ένα νουκλεοτίδιο Α με Τ ή νουκλεοτίδιο C με G.

Αυτοί οι αυστηροί κανόνες σύζευξης βάσεων καθιστούν δυνατή τη σχεδίαση origami DNA.

Ένας μεγάλος καμβάς DNA συναρμολογείται από πολλά μικρότερα τετράγωνα πλακάκια origami, σαν να βάζουμε μαζί ένα παζλ.

Τα μόρια μπορούν να προσαρτηθούν επιλεκτικά στα συρραπτικά προκειμένου να δημιουργηθεί ένα αυξημένο μοτίβο που μπορεί να δει με τη χρήση μικροσκοπίας ατομικής δύναμης.

Οι ερευνητές ανέπτυξαν λογισμικό που μπορεί να τραβήξει μια εικόνα όπως η Μόνα Λίζα, να τη χωρίσει σε μικρά τετράγωνα τμήματα και να καθορίσει τις ακολουθίες DNA που απαιτούνται για τη σύνθεση αυτών των τετραγώνων.

Στη συνέχεια πήραν αυτά τα τμήματα να συναρμολογηθούν σε μια υπερκατασκευή που αναδημιουργεί τη Μόνα Λίζα.

Για να καταστήσουμε την τεχνική μας άμεσα προσβάσιμη σε άλλους ερευνητές που ενδιαφέρονται να διερευνήσουν εφαρμογές χρησιμοποιώντας μικρομετρικές κλίμακες επίπεδων νανοδομών DNA, αναπτύξαμε ένα διαδικτυακό εργαλείο λογισμικού που μετατρέπει την επιθυμητή εικόνα του χρήστη σε σκέλη DNA και πρωτόκολλα υγρού εργαστηρίου, δήλωσε ο Lulu Qian, επίκουρος καθηγητής στο Caltech.

Το πρωτόκολλο μπορεί να διαβαστεί απευθείας από ένα ρομπότ χειρισμού υγρών για να αναμίξει αυτόματα τους κλώνους DNA μεταξύ τους. Η νανοδομή του DNA μπορεί να συναρμολογηθεί χωρίς κόπο, είπε ο Qian.

Χρησιμοποιώντας το διαδικτυακό εργαλείο λογισμικού και τις τεχνικές αυτόματου χειρισμού υγρών, πολλά άλλα σχέδια σχεδιάστηκαν και συναρμολογήθηκαν από κλώνους DNA, συμπεριλαμβανομένου ενός πορτρέτου ενός βακτηρίου σε μέγεθος ζωής και ενός πορτρέτου ενός κόκορα σε μέγεθος βακτηρίου.