Искусство с ДНК – создание 16 миллионов цветов в цифровом формате с помощью химии
Ученые разработали способ «рисовать» с помощью ДНК, создавая 16 миллионов цветов для точного воспроизведения цифровых изображений с 24-битной глубиной цвета.
Полученные изображения невероятны и представляют собой не просто новую форму искусства, но и потенциальные достижения в хранении данных на ДНК.
ДНК может кодировать огромное количество информации, и не только благодаря расположению азотистых оснований (аденин (A), гуанин (G), тимин (T) и цитозин (C)), но и благодаря структуре двойной цепи (двойной спирали).
Когда нити соединяются в пары и образуют так называемый дуплекс, они следуют определенным правилам, обеспечивающим стабильность дуплекса, что делает их программируемыми. Однако ученые также обнаружили, что они могут расширить возможности, программируя в условиях нестабильности.
В новом исследовании ученые из Венского университета воспользовались этой техникой для создания произведений ДНК на крошечном холсте.
Они использовали небольшие нити ДНК, связанные с флуоресцентными молекулами, излучающими красный, зеленый или синий свет, и использовали эти фрагменты для формирования дуплексов с гораздо более длинной цепью ДНК, прикрепленной к поверхности.
Различные цвета получаются путем смешивания красных, зеленых и синих молекул в разных соотношениях. Между тем, конкретный оттенок каждого цвета можно настроить, регулируя стабильность каждого дуплекса: более низкая стабильность делает цвет более темным.
Ученые использовали это, чтобы создать 256 оттенков для каждого цветового канала, открывая 16 миллионов уникальных комбинаций, которые представляют собой полный цветовой спектр RGB, используемый в чернилах и дисплеях.
Затем исследователи приступили к рисованию с помощью этой палитры ДНК. Они использовали технику, называемую синтезом массивов без масок (MAS), которая позволяет им синтезировать сотни тысяч последовательностей ДНК одновременно и определять, какой цвет разместить на каждом «пикселе» холста.
При этом им удалось воспроизвести цифровые изображения на холсте размером с ноготь с 24-битной глубиной цвета и разрешением 1024 x 768. Команда утверждает, что можно масштабировать процесс до Full HD и даже до 4K в конечном итоге.
Полученные изображения определенно выглядят намного четче, чем предыдущие произведения, основанные на ДНК, и исследователи утверждают, что этот метод может также помочь улучшить развивающуюся область хранения данных в ДНК.