A menor Mona Lisa do mundo criada usando DNA

A Mona Lisa de Leonardo da Vinci é a maior obra cujo significado não pode ser subestimado. Durante séculos, a pintura influenciou escolas inteiras de artistas, a mente e a imaginação dos pintores. Eles tentaram copiar "Mona Lisa" repetidamente, e representantes de vários movimentos pintaram suas próprias pinturas. Alguém criou uma tela enorme e alguém ajustou o rosto da garota em miniatura do tamanho de um selo postal.

Mas agora, os cientistas foram capazes de criar a menor imagem do mundo com a imagem da mesma garota. Isso é feito usando moléculas de DNA individuais. O sorriso mundialmente famoso (e é um sorriso?) Na imagem não excede 100 nm de comprimento. Tudo isso foi conseguido graças ao desenvolvimento de um novo "método de origami", que permite dobrar moléculas de DNA em estruturas complexas.

A imagem obtida pelos cientistas não está completa. Consiste em quadrados, cada um dos quais composto por filamentos de DNA individuais. Além disso, a sequência nas cadeias de DNA é diferente, é pré-determinada previamente. Tudo isso permite que você crie fragmentos da "tela", que criam a forma. Então, aumentando a escala da tela (2x2, 4x4, 8x8 - o tamanho final), os cientistas se certificaram de que a imagem caísse completamente aqui.

Cada elemento do quebra-cabeça inteiro (e um total de 64) foi criado em um dos 64 tubos de ensaio. Os cientistas sabiam em qual elemento entrariam, portanto, de acordo com a disponibilidade de todos os elementos, restava conectá-los para obter uma única imagem.

Obviamente, havia pouco que poderia ser feito manualmente. Os especialistas usaram um sistema combinado, uma máquina de fluidos especializada, controlada por software específico. A automação facilita muito o processo laboriosamente incomum de dobrar os fios. Graças a isso, os autores do projeto puderam criar não apenas uma cópia de "Mona Lisa", mas também um "retrato" da bactéria, a fim de mostrar as capacidades do sistema.

O software analisa a imagem carregada pelos cientistas, a divide em pequenos quadrados de tamanho igual e, em seguida, determina a sequência de DNA necessária para criar um padrão específico em cada quadrado. Bem, há a montagem de panos cultivados em tubos de ensaio, como mencionado acima.

“Podemos criar um fragmento separado da figura em cada quadrado e formar uma figura inteira dos elementos individuais”, explica Grigory Tikhomirov, gerente de projetos. “Tudo isso é complicado pelo fato de precisarmos de centenas de elementos individuais que não são apenas tecnicamente difíceis de projetar, mas também precisam ser sintetizados, o que não é barato. Decidimos conseguir o uso de um pequeno número de elementos e imediatamente colocá-los nos lugares certos ".

E exatamente isso foi alcançado através da criação de software especializado que controla o robô "líquido" que coleta DNA juntos. Tudo isso é uma tecnologia muito complicada, mas os cientistas conseguiram fazer o que era necessário.

A imagem é 64 vezes maior que a estrutura original do DNA de origami, desenvolvida pelo americano Paul Rotemund em 2006. O princípio de criar todos os elementos do quebra-cabeça molecular é o mesmo que foi originalmente desenvolvido.

“A estrutura hierárquica do nosso projeto nos permite usar apenas um pequeno número de blocos de construção; no nosso caso, são cadeias de DNA com uma sequência única, a fim de criar estruturas maiores. Em teoria, podemos criar desenhos de qualquer tamanho ”, diz Tikhomirov. O método usado por especialistas é relativamente barato, especialmente quando comparado com outros métodos existentes para montar cadeias de DNA em estruturas específicas.

Além disso, vale ressaltar que tudo isso não foi criado para entretenimento. A tecnologia permite manipulações precisas com objetos do microworld. Como resultado, os cientistas serão capazes de obter microcircuitos extremamente pequenos, criar instâncias incomuns de materiais orgânicos ou simplesmente conduzir a verificação de interações químicas e moleculares.

A imagem em si pode não ser a menor imagem do mundo (este campeonato pertence ao "Boy and His Atom" da IBM). Mas a própria técnica, que nos permitiu criar uma imagem, pode ser extremamente útil.