Cientistas criam menor ‘Mona Lisa’ do mundo por meio de dobraduras com DNA

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Uma equipe de pesquisadores da Caltech criou a menor reprodução já vista da famosa “Mona Lisa” de Leonardo da Vinci usando um material inusitado: DNA. Para isso, eles usaram uma técnica já conhecida de “origami de DNA”, mas desenvolveram essa técnica a um ponto no qual ela pode ser usada para criar qualquer tipo de imagem com esse material.

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Não se trata apenas de uma “diversão” dos cientistas: a pesquisa por trás desse método permite criar estruturas complexas feitas com moléculas, em escala nanométrica (na casa de um milionésimo de milímetro). Outros pesquisadores já usaram técnicas semelhantes para criar nanomáquinas como carros ou furadeiras que combatem câncer. O vídeo abaixo fala mais sobre a pesquisa:

Dobradura genética

Para compor uma imagem com esse método, os pesquisadores dividem-na em 64 quadrados menores. Cada um desses quadrados é composto por duas camadas: a primeira é um longo ramo de DNA; a segunda, que fica acima da primeira, é composta por diversos ramos curtinhos de DNA, criados para se conectar a regiões específicas da primeira camada.

Quando essa estrutura é observada por meio de um microscópio de força atômica (um microscópio muito potente), essa segunda camada, que fica mais alta, pode ser percebida. Segundo o estudo publicado hoje pelos pesquisadores, esses ramos curtinhos são o que permite diferenciar entre as “cores” da imagem.

Montagem fractal

Depois que cada um dos 64 quadradinhos está pronto, os pesquisadores criam maneiras de fazer com que cada um deles se ligue corretamente aos quadradinhos adjacentes. Para isso, os pesquisadores também se aproveitam da estrutura do DNA: ele é composto por quatro partes diferentes, chamadas de A, C, G e T. Dentre elas, apenas A e T ou C e G se combinam entre si. Organizando as partes que ficam nos cantos de cada quadrado, os pesquisadores conseguem fazer com que eles se encaixem de maneira correta.

Em primeiro lugar, cada conjunto de quatro quadradinhos é combinado para formar quadrados maiores, de dois por dois. Em seguida, cada um desses quadrados é combinado, formando blocos de quatro por quatro. E, finalmente, esses quatro grandes blocos se unem para formar a imagem final, que mede cerca de 500 nanômetros – aproximadamente o tamanho de uma bactéria E. coli.

Faça você mesmo

Além de recriar a “Mona Lisa” com DNA, os pesquisadores também criaram um algoritmo que facilita que outras equipes criem suas próprias imagens com o mesmo método. Eles usaram o algoritmo para criar uma série de outros desenhos com DNA, que podem ser vistos no final do vídeo acima.

Outros pesquisadores também podem acessar a ferramenta por meio deste link. O usuário faz upload de uma imagem para o sistema, e ele então divide-a em quadradinhos e mostra as sequências de DNA que precisam ser usadas e as instruções de montagem para que ela saia do jeito certo. O site mostra uma prévia de como a imagem vai ficar, mas para fazê-la em DNA de fato, ainda é necessário ter acesso a uma série de equipamentos e materiais laboratoriais.