Wetenschappers hebben een methode ontwikkeld om met DNA te "schilderen" waarmee 16 miljoen kleuren kunnen worden gecreëerd om digitale beelden met een kleurdiepte van 24 bit nauwkeurig te reproduceren. De resulterende beelden zijn ongelooflijk en vertegenwoordigen niet alleen een nieuwe kunstvorm, maar ook potentiële vooruitgang in het opslaan van gegevens op DNA.

DNA kan een enorme hoeveelheid informatie coderen, niet alleen door de rangschikking van de basen (de letters GCAT), maar ook door de dubbelstrengige structuur. Wanneer de twee strengen zich vormen en een zogenaamde duplex vormen, volgen ze specifieke regels om de stabiliteit van de duplex te garanderen, waardoor ze programmeerbaar worden. Wetenschappers hebben echter ook ontdekt dat ze de mogelijkheden kunnen uitbreiden door een zekere mate van instabiliteit in het programma op te nemen.

In een nieuwe studie gebruikten wetenschappers van de Universiteit van Wenen deze techniek om DNA-kunstwerken op een klein canvas te maken. Ze gebruikten kleine DNA-strengen die vastzaten aan fluorescerende moleculen die rood, groen of blauw licht uitstraalden, en gebruikten deze segmenten om duplexen te vormen met langere DNA-strengen aan het oppervlak.

Verschillende kleuren kunnen worden geproduceerd door rode, groene en blauwe moleculen in verschillende verhoudingen te mengen. Tegelijkertijd kan de specifieke tint van elke kleur worden aangepast door de stabiliteit van elke duplex aan te passen: hoe lager de stabiliteit, hoe donkerder de kleur. Het team heeft het aangepast om 256 tinten voor elk kleurkanaal te creëren, waardoor 16 miljoen unieke combinaties mogelijk zijn: het volledige spectrum van RGB dat wordt gebruikt in inkten en beeldschermen.

De onderzoekers begonnen toen te schilderen met behulp van het DNA-palet. Ze gebruikten een techniek genaamd maskless array synthese (MAS), waarmee ze honderden of duizenden DNA-sequenties tegelijk konden synthetiseren en konden beslissen welke kleur ze op elke "pixel" van het canvas wilden plaatsen. Zo kunnen ze digitale beelden reproduceren op een canvas ter grootte van een vingernagel, met een kleurdiepte van 24 bits en een resolutie van 1024x768. Het team zegt dat het uiteindelijk mogelijk moet zijn om dit proces op te schalen naar Full HD of zelfs 4K.

Het team zegt ook dat de technologie ook kan helpen het opkomende gebied van DNA-gegevensopslag te verbeteren.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society.