's Werelds kleinste Mona Lisa 'geschilderd' met DNA

Onderzoekers van het California Institute of Technology in de VS ontwikkelden een goedkope methode waarmee DNA-origami zichzelf assembleert tot grote arrays met volledig aanpasbare patronen, waardoor een soort canvas ontstaat dat elk beeld kan weergeven.

Een groot DNA-canvas wordt samengesteld uit vele kleinere vierkante origami-tegels, zoals het samenstellen van een puzzel. (Bron: Foto bestand)

Wetenschappers hebben met behulp van DNA 's werelds kleinste kopie gemaakt van het beroemde schilderij 'Mona Lisa' van de Italiaanse polyhistor Leonardo da Vinci.

Onderzoekers van het California Institute of Technology in de VS ontwikkelden een goedkope methode waarmee DNA-origami zichzelf assembleert tot grote arrays met volledig aanpasbare patronen, waardoor een soort canvas ontstaat dat elk beeld kan weergeven.

Hoewel DNA misschien het best bekend staat voor het coderen van de genetische informatie van levende wezens, is het molecuul ook een uitstekende chemische bouwsteen.

Een enkelstrengs DNA-molecuul is samengesteld uit kleinere moleculen die nucleotiden worden genoemd - afgekort A, T, C en G - gerangschikt in een reeks of sequentie.

De nucleotiden in een enkelstrengs DNA-molecuul kunnen binden met die van een andere enkelstrengs om dubbelstrengs DNA te vormen, maar de nucleotiden binden alleen op zeer specifieke manieren: een A-nucleotide met een T of een C-nucleotide met een G.

Deze strikte regels voor basenparen maken het mogelijk om DNA-origami te ontwerpen.

Een groot DNA-canvas wordt samengesteld uit vele kleinere vierkante origami-tegels, zoals het samenstellen van een puzzel.

Moleculen kunnen selectief aan de nietjes worden bevestigd om een ​​verhoogd patroon te creëren dat kan worden gezien met behulp van atoomkrachtmicroscopie.

Onderzoekers ontwikkelden software die een afbeelding zoals de Mona Lisa kan maken, deze kan opdelen in kleine vierkante secties en de DNA-sequenties kan bepalen die nodig zijn om die vierkanten te vormen.

Vervolgens lieten ze die secties zelf assembleren tot een bovenbouw die de Mona Lisa nabootst.

Om onze techniek gemakkelijk toegankelijk te maken voor andere onderzoekers die geïnteresseerd zijn in het verkennen van toepassingen met behulp van platte DNA-nanostructuren op micrometerschaal, hebben we een online softwaretool ontwikkeld die het gewenste beeld van de gebruiker omzet in DNA-strengen en wet-lab-protocollen, zei Lulu Qian, assistent-professor bij Caltech.

Het protocol kan direct worden gelezen door een vloeistofverwerkende robot om de DNA-strengen automatisch te mengen. De DNA-nanostructuur kan moeiteloos worden geassembleerd, zei Qian.

Met behulp van de online softwaretool en automatische vloeistofbehandelingstechnieken werden verschillende andere patronen ontworpen en samengesteld uit DNA-strengen, waaronder een levensgroot portret van een bacterie en een bacteriegroot portret van een haan.