Umjetnost? Svakako, no ovdje nije riječ samo o samo novoj likovnoj formi. Pristup minijaturiziranog slikanja temeljen na DNK ima i druge potencijale jer istraživači često koriste umjetnička djela kako bi testirali ili prikazali tehnike koje se kasnije mogu pokazati korisnima u primjenama u stvarnom svijetu. Na primjer u pohrani podataka na DNK, objašnjava kemičar Tadija Kekić sa Sveučilišta u Beču koji za Bug objašnjava detalje i smisao rada objavljenog u Journal of the American Chemical Society.

Pohrana na čipu

Bivši zagrebački student Kekić i njegov kolega Jory Lietard osmislili su naime metodu pretvaranja podataka u sekvence DNK pohranjene na čipu, nalik pohranjivanju informacija u crtični kod. A to bi moglo omogućiti veću količinu pohrane na manjoj površini.

Njihova tehnika je toliko precizna da se može koristiti za slikanje mikrometarskih obilježja na biopolimerima, idealno da se koristi u izradi biosenzora i dijagnostici, gdje je fino podešena kontrola samosastavljanja DNK ključna

"Fundamentalna važnost DNK u živim sustavima je sposobnost ovog biopolimera da pohranjuje i prenosi informacije unutar svoje ponavljajuće strukture. Ta struktura je sastavljena od duge sekvence ili poretka četiri nukleotida genetske abecede, bolje poznatih kao A, C, G i T", objašnjava Kekić za Bug. 

Nepravilnosti, mutacije i skraćivanje sekvenci

Jedna od najvažnijih karakteristika genetske abecede je komplementarno povezivanje AT i CG parova između dvije sekvence DNK. Ako su dvije DNK sekvence međusobno komplementarne, formirat će stabilnu strukturu dvostruke zavojnice. Nepotpuna komplementarnost znači smanjenu stabilnost zavojnice, a to pak povećava vjerojatnost njenog raspada ili odvajanja.

Izračuni stabilnosti za dvostruku zavojnicu komplementarnih DNK sekvenci su dobro poznati i vrlo precizni. No, utjecaj nepravilnosti, mutacija i skraćivanja DNK sekvenci (mismatches i truncations) na stabilnost dvostruke zavojnice je slabo istražen. Kekićeva grupa na Sveučilištu u Beču specijalizirana je za kemiju nukleinskih kiselina koju rade pomoću napredne tehnologije za sintezu zvane Maskless Array Synthesis (MAS). 

Moćna metoda

"Radi se o iznimno moćnoj metodi za paralelnu sintezu, koja omogućuje zasebnu sintezu gotovo milijun različitih DNK sekvenci na površini jednog DNK čipa od oko 80 mm2", otkriva Kekić. Za proučavanje formiranja dvostrukih zavojnica DNK koriste fluorescenciju u procesu zvanom hibridizacija, čija je snaga proporcionalna stabilnosti zavojnica. 

"Uvođenjem 'pogrešaka' u komplementarne sekvence signal fluorescencije postaje tamniji, a zahvaljujući našoj analizi oko sto tisuća vrsta pogrešaka pokazali smo da je uz sam njihov broj vrlo važan i njihov tip i poredak", kaže Kekić. 

Ugađanje nijansi

Pad fluorescencije tako je moguće fino ugoditi i kontrolirati za stvaranje 256 nijansi koje sežu od vrlo sjajne do jedva vidljive crvene, zelene i plave fluorescencije. Intenzitet fluorescencije svake boje može se ugoditi zasebno, na istoj dvostrukoj zavojnici DNK, a kombinacije tih nijansi rezultiraju s više od 16 milijuna različitih boja, što odgovara digitalnom 24-bitnom RGB formatu. 

"Sve što trebamo su tri kratke DNK sekvence od kojih svaka nosi jednu od tri fluorescentne boje, a one se povezuju s duljim DNK sekvencama našeg čipa", otkriva Kekić. Ovaj sintetski proces daje im punu prostornu kontrolu, što znači da odabirom sekvenci i njihovih pozicija na površini čipa određuju i kojom bojom će svijetliti taj dio čipa. 

Više od umjetnosti

"To znači da možemo uzeti bilo koju digitalnu sliku, i za svaki njen piksel odabrati odgovarajuću sekvencu DNK koja u našem sustavu stvara istu boju. Tako smo stvorili metodu za fotokopiranje na DNK s visokim stupnjem vjernosti i reprodukcije boja", objašnjava Kekić.

Značaj Full Color slikanja na DNK seže izvan granica umjetničkog izražavanja.

"Pristup molekularnom sustavu tolikog raspona boja može se iskoristiti u direktnom sekvenciranju DNK, ali i daljnjem razvoju tehnologija za DNK pohranu podataka, DNK nanotehnologiju, kao i za usavršavanje biofizičkih modela za predviđanje ponašanja DNK", zaključuje Kekić.