Картину Ван Гога нарисовали с помощью ДНК
Изображение: P. Rothemund et al. / Caltech
Биотехнологи из Калифорнийского технологического института использовали ДНК для того, чтобы создать одну из самых маленьких репродукций картины Винсента Ван Гога «Звездная ночь». Ширина получившегося изображения составила примерно два сантиметра. Метод написания микрокартины представлен в статье, опубликованной в журнале Nature.
Цель создания изображения заключалась в демонстрации возможности использования ДНК-оригами в разработке микросхем. Этот подход, разработанный 10 лет назад американским биологом Полом Ротемундом, заключается в том, что длинную цепочку ДНК складывают в желаемую форму с помощью принципа комплементарности. Полученные структуры могут применяться в качестве строительных лесов для расположения компонентов наноустройств.
В 2009 году Ротемунд и его коллеги из IBM Research придумали метод точного размещения ДНК, в котором применяется электронно-лучевая литография. На поверхности создаются участки, имеющие ту же форму, что и молекулярные структуры, в результате чего они крепко связываются с последними. В новой работе исследователи использовали данный подход для того, чтобы установить флуоресцентные молекулы внутри микроскопических источников света. Ученые сравнивают это с вворачиванием лампочки с помощью ДНК.
В качестве источников света используются фотонные кристаллические полости, резонирующие при свете, длина волны которого составляет 600 нанометров. Флуоресцентные молекулы, находящиеся внутри полостей, начинают переизлучать свет, однако делают это только в том случае, если расположены в определенных точках. При этом их смещение всего лишь на несколько нанометров может изменять яркость свечения. Ученые создали ДНК-структуры, которые служили своего рода трафаретом для размещения молекул, чтобы сделать «пиксели» различной интенсивности. Таким образом, для создания картины Ван Гога «Звездная ночь» понадобилось более 65 тысяч источников света.
В настоящее время продолжительность жизни «пикселей» составляет всего лишь 45 секунд, поскольку они быстро вступают в реакцию с кислородом и, таким образом, выгорают. Ученые работают над тем, чтобы продлить работу лампочек.