研究人員已經解開了自然界中一些最亮和最亮顏色背后的遺傳密碼。這篇論文發(fā)表在《PNAS日報》上，是對蝴蝶翅膀和孔雀羽毛結構色遺傳學的首次研究，為各種結構色生物的遺傳學研究鋪平了道路。
這項由劍橋大學和荷蘭Hoekmine BV公司合作的研究，展示了遺傳學如何改變某些類型的亮菌的顏色和外觀。因此，它為大規(guī)模生產納米結構材料開辟了收獲這些細菌的可能性：例如，可生物降解的無毒涂層可以“生長”而不是制造。
黃桿菌是一種細菌，它們在菌落中堆積在一起，產生明顯的金屬色。這種顏色來自它們的內部結構，而不是顏料，它反射某些波長的光。然而，科學家們仍然對這些復雜的結構是如何通過自然基因工程改造的感到困惑。
“為了進一步了解自然界中納米結構的設計，繪制結構著色基因的圖譜非常重要，”劍橋化學系的第一作者Villads Egede Johansen說。“這是首次對支持結構顏色的基因進行系統(tǒng)研究——不僅在細菌中，而且在任何生物系統(tǒng)中都是如此?！?
研究人員將遺傳信息與野生型和突變型細菌菌落的光學特征和解剖結構進行比較，以了解基因如何調節(jié)菌落的顏色。
通過改變細菌的基因，研究人員改變了它們的大小或移動性，從而改變了菌落的幾何形狀。通過改變幾何形狀，他們改變了顏色：他們在整個可見范圍內將殖民地最初的金屬綠色從藍色變成了紅色。他們也可以創(chuàng)造更深的顏色或使顏色完全消失。
資深作者Hoekmine BV公司的首席執(zhí)行官科林英厄姆博士說：“我們繪制了幾個以前未知功能的基因，并將它們與菌落的自組織能力和顏色相關聯。
“從應用的角度來看，這種細菌系統(tǒng)使我們能夠實現可調節(jié)的生物光子結構，這種結構可以大量復制，避免了使用傳統(tǒng)的納米制造方法，”劍橋大學化學系聯合資深作者Silvia Vignolini博士說?！拔覀儼l(fā)現，利用這種細菌菌落作為光子色素的潛力可以很容易地被優(yōu)化，以改變外部刺激下的顏色，并且可以與其他生物組織相互作用，以適應不同的環(huán)境。未來，我們將向可生物降解涂料開放汽車和墻壁——只需準確添加我們想要的顏色和外觀！”
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