과학자들이 1,600만 가지 색상을 생성하여 24비트 색 심도로 디지털 이미지를 정확하게 재현할 수 있는 DNA를 사용하여 "페인팅"하는 방법을 개발했습니다. 결과 이미지는 놀랍고 새로운 예술 형식일 뿐만 아니라 DNA에 데이터를 저장하는 데 있어 잠재적인 발전을 나타냅니다.
DNA는 염기 배열(GCAT 문자)뿐만 아니라 이중 가닥 구조를 통해서도 방대한 양의 정보를 암호화할 수 있습니다. 두 가닥이 쌍을 이루어 듀플렉스라고 불리는 것을 형성할 때 듀플렉스의 안정성을 보장하기 위해 특정 규칙을 따르므로 프로그래밍이 가능합니다. 그러나 과학자들은 어느 정도의 불안정성을 프로그램에 통합함으로써 가능성을 확장할 수 있다는 사실도 발견했습니다.
새로운 연구에서 비엔나 대학의 과학자들은 이 기술을 사용하여 작은 캔버스에 DNA 예술 작품을 만들었습니다. 그들은 빨간색, 녹색 또는 파란색 빛을 방출하는 형광 분자에 부착된 작은 DNA 가닥을 사용하고 이러한 세그먼트를 사용하여 표면에 부착된 더 긴 DNA 가닥이 있는 이중 가닥을 형성했습니다.
빨간색, 녹색, 파란색 분자를 서로 다른 비율로 혼합하면 다양한 색상을 만들 수 있습니다. 동시에 각 듀플렉스의 안정성을 조정하여 각 색상의 특정 색조를 조정할 수 있습니다. 안정성이 낮을수록 색상이 어두워집니다. 팀에서는 이를 조정하여 각 색상 채널에 대해 256가지 색상을 생성하여 잉크와 디스플레이에 사용되는 RGB의 전체 스펙트럼인 1,600만 가지의 고유한 조합을 열었습니다.
그런 다음 연구자들은 DNA 팔레트를 사용하여 그림을 그리기 시작했습니다. 그들은 MAS(마스크리스 배열 합성)라는 기술을 사용하여 수백 또는 수천 개의 DNA 서열을 한 번에 합성하고 캔버스의 각 "픽셀"에 배치할 색상을 결정할 수 있었습니다. 이러한 방식으로 그들은 손톱 크기의 캔버스에 24비트의 색 농도와 1024x768의 해상도로 디지털 이미지를 재현할 수 있습니다. 팀은 결국 이 프로세스를 Full HD 또는 심지어 4K로 확장하는 것이 가능할 것이라고 말했습니다.
팀은 또한 이 기술이 DNA 데이터 저장이라는 새로운 분야를 개선하는 데 도움이 될 수 있다고 말했습니다.
이번 연구는 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)에 게재됐다.