哪张照片是假的？DNA现在可以“描绘”我们几乎无法分辨的逼真图像

长期以来，用荧光标记物“绘画”一直是检测DNA中独特双链结构的便捷方法。曾经仅限于只有256种颜色的调色板，科学家们现在可以创造出令人惊叹的实验室艺术作品，拥有令人难以置信的1600万种色调和色调。

新技术准确地再现了具有24位色深的数字图像，结果令人叹为观止。

这是一张原始数字图像：

还有DNA“绘制”版本：

这不仅仅是一种新的艺术形式。基于DNA的小型化涂装方法是用于研究基因表达的微阵列技术的放大，并且还有其他潜力。

研究人员经常使用艺术作品来测试或展示技术，这些技术以后可能会在实际应用中证明是有用的。

“除了成像之外，DNA颜色代码还可以在以下方面具有非常有用的应用DNA上的数据存储,"说维也纳大学的化学家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的这种新方法可以在较小的表面上进行更多的存储。

他们的技术非常精确，可用于将微米级的特征绘制到生物聚合物上。可能的用途包括生物传感器和诊断，其中对DNA自组装的微调控制至关重要。

大量的信息可以作为由四个序列组成的代码存储在DNA中化学碱– 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。每个碱基还对应于一个伙伴，以双链的形式形成互补序列。

手头有一个序列为科学家提供了一种工具，可以在混乱的混乱中找到匹配的伴侣。基于DNA序列以网格图案粘附在固体表面上的分析技术，称为脱氧核糖核酸微阵列，依靠彩色荧光标记来显示互补的DNA链何时结合在一起。

互补DNA链相互识别并结合为双链的过程被称为杂交.生物体使用简单、稳定的杂交规则来读取和复制它们的遗传信息。

为了可视化我们如何将荧光DNA序列转化为充满活力的艺术品，描绘现代彩色显示器（如手机和笔记本电脑显示器）创造各种颜色的方式可能会有所帮助。

屏幕网格中每个像素的颜色由红色、绿色和蓝色主通道组成，每个通道的强度可以调高或调低以产生您看到的颜色。

双链上碱基之间的错配基本上增加了其杂交的少量不稳定性，从而改变了双链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来表示不同的颜色并去除碱基，在图案化的DNA表面上进行杂交可以产生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，在每个红色、绿色和蓝色通道中创建 256 种色调的光线。这在无色和全色之间产生类似滑块的荧光信号。

“从本质上讲，我们的合成表面变成了用微米级的DNA分子绘画的画布，”说利塔德。

为了演示颜色范围，该团队将数字图像分成三个8位RGB层，并为每个像素的值分配DNA序列。在指甲盖大小的微阵列上，该技术 – 无掩模阵列合成与光刻– 可以一次合成数十万个独特的DNA序列。

在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。RGB层中每个14 x 14微米的像素单位都有一个，并在DNA片段中编码有关强度值的信息。

扫描三个微小的微阵列，或精确排列的“DNA画布”，然后将这些层以数字方式合并在一起，可以以1024 x 768像素的分辨率以超过1600万种颜色再现原始图像。该团队认为这个过程可以扩展到全高清甚至4K。

“通过使用简单的过程，可以在微米级以高保真度再现数字图像，”作者说。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，并更早地检测疾病，例如癌症.

该研究已发表在美国化学学会杂志.

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