哪张照片是假的？DNA现在可以“画”出几乎无法分辨的逼真图像
长期以来，用荧光标记“涂漆”一直是检测DNA中独特双链结构的简便方法。曾经只有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。
这项新技术精确地重建了24位色深的数字图像，结果令人惊叹。
这是一张原始的数字图像：
而DNA“涂漆”的版本：
这不仅仅是一种新的艺术形式。这种基于DNA的微型化绘制方法是对用于研究基因表达的微阵列技术的放大，它还具有其他潜力。
研究人员经常使用艺术品来测试或展示技术，这些技术后来可能在现实世界的应用中被证明是有用的。
维也纳大学的化学家Tadija kekiki说：“除了成像，DNA颜色代码在DNA数据存储方面也是非常有用的应用。”
将数据转换成存储在芯片上的DNA序列，类似于将信息存储在条形码中。这种由 kekiki 和另一位维也纳大学化学家 Jory Lietard 提出的新方法，可以在更小的表面上存储更大的容量。
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自组装的微调控制是至关重要的。
大量信息可以作为一个由腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶四种化学碱基组成的序列代码存储在DNA中。每个碱基也对应一个伴侣，以形成双链形式的互补序列。
有了一个序列，科学家们就可以在混乱中找到匹配的伴侣。基于以网格模式粘附在固体表面的DNA序列的分析技术，称为DNA微阵列，依赖于彩色荧光标记来显示互补DNA链何时结合在一起。
互补DNA链相互识别并结合成双链的过程称为杂交。生物使用简单、稳定的杂交规则来读取和复制它们的遗传信息。
为了想象我们如何将荧光DNA序列转化为充满活力的艺术作品，描绘一下现代彩色显示器（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、绿、蓝三个主要通道组成，每个通道的强度可以调高或调低，从而产生你所看到的颜色。
双链上碱基之间的不匹配实质上增加了其杂交的少量不稳定性，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。通过对不同的颜色使用不同的染料并去除碱基，在有图案的DNA表面进行杂交可以使图案非常容易看到。
DNA片段上的特定染料（Cy3、Cy5和荧光素）被称为探针，在每个红、绿、蓝通道中产生256种色调的光。这将在无颜色和全颜色之间创建一个类似滑块的荧光信号。
Jory Lietard说：“从本质上讲，我们的合成表面变成了一块画布，可以在微米尺度上用DNA分子作画。”
为了演示颜色范围，研究小组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。在指甲大小的微阵列上，这项技术（无掩模阵列合成与光刻技术相结合）可以一次合成数十万个独特的DNA序列。
在一个装有数十万个与图像像素相对应的小镜子的设备和计算机脚本的帮助下，超过78.6万个DNA序列可以在微阵列表面以网格形式排列。在RGB层中，每个14 x 14微米的像素单位都有一个，其中包含编码在DNA片段中的强度值的信息。
扫描三个微小的微阵列，或精确排列的“DNA画布”，然后将这些层合并在一起，可以以超过1600万种颜色再现原始图像，分辨率为1024 x 768像素。该团队认为，该过程可以扩展到全高清甚至4K。
作者写道，“通过一个简单的过程，数字图像可以在微米尺度上以高保真度再现。”
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，并更早地发现癌症等疾病。
这项研究发表在《美国化学学会杂志》上。
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