العلماء يعيدون رسم لوحة الموناليزا بطريقة مبتكرة

تعد لوحة الموناليزا، للرسام العالمي ليوناردو دافنشي، من أشهر اللوحات الفنية والتي تمتاز بإبتسامتها المبهمة، والآن أعاد العلماء تصنيع هذه اللوحة ولكن على المقياس المجهري، حيث رسم الخبراء أصغر لوحة فنية بقياس 0.5 ميكرومتر مربع، وهو حجم البكتيرية القولونية، واستخدموا مادة تسمى "أوريغامي دي إن أيه"، وهي تابعة لتحليل الحمض النووي، حيث تلاعبوا بكود الجينات لطلي اللوحة وتجميعها في شكلها الصحيح، وفي حين يُستخدم تحليل الحمض النووي في فك رموز معلومات الجينات للكائنات الحية، استخدمه العلماء هنا بمثابة مادة كيميائية ممتازة لبناء المربعات الصغيرة.

وطور فريق " Caltech" نظام تشغيل البرمجيات الذي يمكنه أخذ صورة مثل الموناليزا، ويقسمها إلى أجزاء مربعات صغيرة، ومن ثم تحديد الحمض النووي الذي تحتاجه؛ لتجميع هذه المربعات سويا، وكان التحدي في تجميع هذه المربعات هو التجميع الذاتي للبنية القوية لإعادة تكوين الصورة النهائية، وطريقة العمل الرئيسية تشكلت في تجميع المبرعات على مراحل تماما مثل عملية تجميع لعبة الصور المتقطعة "Puzzle"، ومن ثم جمع العلماء هذه القطع سويا لتشكيل مساحة أكبر، قبل وضعهم سويا لتشكيل اللوحة الكاملة.

وقال الباحث والمؤلف الرئيسي لهذه اللدراسة، جيرغوري تيكوميروف، إنّه "كان بإمكاننا صناعة كل مربع بحافة مميزة، وكنا سنحتاج فقط لوضع المربعات وربطها سويا لتشكيل اللوحة المميزة، ولكن أردنا أن نخلق حواف مربعات فريدة، والتي لا تزيد فقط من صعوبة التصميم، ولكن أيضا يجعله صعب التركيب والتجميع، أردنا فقط استخدام عدد صغير من الحواف المختلفة، ولكن يمكن وضعها في الأماكن الصحيحة".

ويحتاج العلماء لصنع مربع واحد إلى حبل طويل وآخر قصير من الحمض النووي؛ لربط العديد من الأماكن في المربع مع بعضها البعض، وحين يجمعوا الأحبال القصيرة والحبل الطويل في أنبوب الاختبار، يتم سحب المناطق الرئيسية في الحبل الطويل، مما يؤدي إلى طي المربع بالشكل المطلوب، ويمكن تعليق الجزيئات بشكل انتقائي لخلق النمط المطلوب، والذي يمكن النظر إيه باستخدام مجهر القوة الذرية، وينطبق نفس الشيء على حواف القطع، ولا يوجد مشكلة إذا وضعوا في المكان الخطأ، وأطلق الفريق على هذه الطريقة "التجميع التكسيري" لأنه يشبه التجميع الكسري في الرياضيات، حيث يتم استخدام نفس قواعد التجميع على مختلف المقاييس، وهذا يعني أن نفس القواعد تحكم بناء اللغز، بغض النظر عن حجمه.

وكان الهيكل النهائي أكبر 64 مرة من الحمض النووي الأصلي الذي صممع كالتيش بول روثيموند، في عام 2006، كما أنهم أنشأوا برنامج يمكن العلماء في أي مكان من تشكيل مجسمات صغيرة، لأستخدامها في التجميع، وتسمى الجزيئات الأربعة التي تشكل الحمض النووي "النيوكليوتيدات"، وتتيح هذه التكنولوجيا للباحثين صياغة أي نمط أو صور يردونها، ويأمل الباحثون في استخدام الحمض النووي لبناء الدوائر الإليكترونية الخاصة ذات الميزات الصغيرة أو تصنيع المواد المتقدمة.