长期以来，用荧光标记“绘画”一直是检测 DNA 中独特双链结构的便捷方法。曾经仅限于 256 种颜色的调色板，科学家们现在可以用令人难以置信的 1600 万种色调和色调创造出令人惊叹的实验室艺术作品。
这项新技术能够准确地重新创建 24 位色深的数字图像，其结果令人惊叹。
这是原始数字图像：
DNA“绘制”版本：
这不仅仅是一种新的艺术形式。基于 DNA 的小型化绘画方法是研究基因表达的微阵列技术的扩展，它还具有其他潜力。
研究人员经常使用艺术作品来测试或展示后来可能在现实应用中证明有用的技术。
“除了成像之外，DNA 颜色代码在以下领域也有非常有用的应用：DNA 上的数据存储,”说维也纳大学化学家 Tadija Kekić。
将数据转换为存储在芯片上的 DNA 序列类似于将信息存储在条形码中。 Kekić 和另一位维也纳大学化学家 Jory Lietard 发明的新方法可以在更小的表面上实现更大的存储量。
他们的技术非常精确，可以用来在生物聚合物上绘制微米级的特征。可能的用途包括生物传感器和诊断，其中 DNA 自组装的微调控制至关重要。
DNA 中可以存储大量信息，作为由四个序列组成的代码。化学碱– 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。每个碱基还对应一个伙伴，以双链形式形成互补序列。
掌握一个序列为科学家提供了一种工具，可以在混乱的环境中找到其匹配的伴侣。基于以网格形式粘在固体表面上的 DNA 序列的分析技术，称为DNA微阵列，依靠彩色荧光标记来显示互补 DNA 链何时结合在一起。
互补 DNA 链相互识别并作为双链结合在一起的过程称为杂交。生物体使用简单、稳定的杂交规则来读取和复制其遗传信息。
为了想象我们如何将荧光 DNA 序列转化为充满活力的艺术品，它可能有助于想象现代彩色显示器（如手机和笔记本电脑显示器）创建各种颜色的方式。
屏幕网格中每个像素的颜色由红色、绿色和蓝色主要通道组成，每个通道的强度可以向上或向下调节以产生您看到的颜色。
双链上碱基之间的错配本质上会为其杂交增加少量的不稳定性，从而改变双链 DNA 的分子结构。
这种新的荧光杂交技术背后的研究人员将不稳定性编程到链中，以改变其荧光标记的亮度。通过使用不同的染料呈现不同的颜色并去除碱基，在有图案的 DNA 表面上进行杂交可以形成非常容易看到的图案。
DNA 片段上的特定染料（Cy3、Cy5 和荧光素）称为探针，在红色、绿色和蓝色通道中创建 256 种色调的光。这会在无颜色和全颜色之间创建类似滑块的荧光信号。
“从本质上讲，我们的合成表面成为了用微米级 DNA 分子进行绘画的画布，”说列兵。
为了演示颜色范围，该团队将数字图像分为三个 8 位 RGB 层，并为每个像素值分配 DNA 序列。在指甲盖大小的微阵列上，无掩模阵列合成技术与光刻法– 可以一次合成数十万个独特的DNA序列。
在一个人的帮助下具有数十万个小镜子的设备对应于图像中的像素和计算机脚本，超过 786,000 个 DNA 序列可以以网格形式安装在微阵列表面上。这是 RGB 层中 14 x 14 微米的每个像素单元的一个，其中包含 DNA 片段中编码的强度值信息。
扫描三个微小的微阵列或精确排列的“DNA 画布”，然后以数字方式将各层合并在一起，可以以超过 1600 万种颜色、分辨率为 1024 x 768 像素的方式再现原始图像。该团队认为该流程可以扩展到全高清甚至 4K。
“通过使用简单的过程，可以在微米尺度上高保真度地再现数字图像，”作者写。
在许多用途中，更高分辨率的荧光信号可以更精确地测量我们体内发生的过程，从而更好地了解细胞生物学，并更早地检测诸如此类的疾病。
该研究已发表在美国化学会杂志。
