La Mona Lisa de Leonardo da Vinci es la obra más grande cuyo significado no puede subestimarse. Durante siglos, la pintura ha influido en escuelas enteras de artistas, las mentes y la imaginación de los pintores. Intentaron copiar "Mona Lisa" repetidamente, y representantes de varios movimientos pintaron sus propias pinturas. Alguien creó un lienzo enorme, y alguien se ajustó a la cara de la niña en miniatura del tamaño de un sello de correos.
Pero ahora, los científicos
pudieron crear la imagen más pequeña del mundo con la imagen de la misma niña. Esto se hace usando moléculas de ADN individuales. La sonrisa de fama mundial (¿y es una sonrisa?) En la imagen no supera los 100 nm de longitud. Todo esto se logró gracias al desarrollo de un nuevo "método de origami", que permite plegar moléculas de ADN en estructuras complejas.
La imagen obtenida por los científicos no está completa. Consiste en cuadrados, cada uno de los cuales está compuesto de cadenas de ADN individuales. Además, la secuencia en las cadenas de ADN es diferente, está predeterminada de antemano. Todo esto le permite crear fragmentos del "lienzo", que crean la forma. Luego, al aumentar la escala del lienzo (2x2, 4x4, 8x8, el tamaño final), los científicos se aseguraron de que la imagen encajara completamente aquí.
Cada elemento del rompecabezas completo (y un total de 64) se creó en uno de los 64 tubos de ensayo. Los científicos sabían en qué elemento iban a entrar, por lo tanto, de acuerdo con la disposición de todos los elementos, quedaba por conectarlos para obtener una sola imagen.
Por supuesto, había poco que se pudiera hacer manualmente. Los especialistas utilizaron un sistema combinado, una máquina de fluidos especializada, que está controlada por un software específico. La automatización facilita enormemente el proceso inusualmente laborioso de doblar los hilos. Gracias a esto, los autores del proyecto pudieron crear no solo una copia de "Mona Lisa", sino también un "retrato" de la bacteria, para mostrar las capacidades del sistema.
El software analiza la imagen cargada por los científicos, la divide en cuadrados pequeños de igual tamaño y luego determina la secuencia de ADN requerida para crear un patrón específico en cada cuadrado. Bueno, luego está el ensamblaje de trapos cultivados en tubos de ensayo, como se mencionó anteriormente.
"Podemos crear un fragmento separado de la imagen en cada cuadrado y luego formar una imagen completa de los elementos individuales", explica Grigory Tikhomirov, gerente de proyecto. “Todo esto se complica por el hecho de que necesitamos cientos de elementos individuales que no solo son técnicamente difíciles de diseñar, sino que también deben sintetizarse, lo que no es barato. Decidimos lograr el uso de un pequeño número de elementos e inmediatamente colocarlos en los lugares correctos ".
Y esto se logró mediante la creación de un software especializado que controla el robot "líquido" que recolecta el ADN. Todo esto es una tecnología muy complicada, pero los científicos pudieron hacer lo que se requería.
La imagen es 64 veces más grande que la estructura original del ADN de origami, desarrollada por el estadounidense Paul Rotemund en 2006. El principio de crear todos los elementos del rompecabezas molecular es el mismo que se desarrolló originalmente.
“La estructura jerárquica de nuestro proyecto nos permite usar solo un pequeño número de bloques de construcción, en nuestro caso, estos son cadenas de ADN con una secuencia única, para crear estructuras más grandes. En teoría, podemos crear dibujos de cualquier tamaño ”, dice Tikhomirov. El método utilizado por los especialistas es relativamente económico, especialmente cuando se compara con otros métodos existentes para ensamblar cadenas de ADN en estructuras específicas.
Además, vale la pena señalar que todo esto no fue creado para el entretenimiento. La tecnología permite manipulaciones precisas con objetos del micromundo. Como resultado, los científicos podrán obtener microcircuitos extremadamente pequeños, crear instancias inusuales de materiales orgánicos o simplemente realizar la verificación de interacciones químicas y moleculares.
Es posible que la imagen en sí no sea la imagen más pequeña del mundo (este campeonato pertenece al
"Niño y su átomo" de IBM). Pero la técnica en sí, que nos permitió crear una imagen, puede ser extremadamente útil.