拥有多彩生命的细菌可以用来“生长”油漆和涂料

研究人员已经解开了自然界中一些最亮最亮的颜色背后的遗传密码。这篇论文发表在《PNAS杂志》上，是首次对蝴蝶翅膀和孔雀羽毛的结构色遗传学进行研究，为各种结构色生物的遗传研究铺平了道路。

这项研究是剑桥大学和荷兰公司Hoekmine BV的合作，并展示了遗传如何改变某些类型的明亮细菌的颜色和外观。因此，它为大规模生产纳米结构材料开辟了收获这些细菌的可能性：例如，可生物降解的无毒涂层可以“生长”而不是制造。

黄杆菌是一种细菌。它们在群体中堆积在一起，产生明显的金属色。这种颜色不是来自颜料，而是来自它们的内部结构，这种结构反射某些波长的光。然而，科学家们仍然对这些复杂的结构是如何通过自然进行基因工程改造的感到困惑。

“为了进一步了解自然界中纳米结构的设计，用彩色结构绘制基因图非常重要，”剑桥化学系的第一作者Villads Egede Johansen说。“这是第一次对支持结构色的基因进行系统研究——不仅在细菌中，而且在任何生命系统中。”

研究人员将遗传信息与野生型和突变型细菌菌落的光学特征和解剖结构进行了比较，以了解基因如何调节菌落的颜色。

通过基因改变细菌，研究人员改变了它们的大小或流动性，从而改变了菌落的几何形状。通过改变几何形状，他们改变了颜色：他们在整个可见范围内将菌落原来的金属绿色从蓝色变为红色。他们也可以创造更深的颜色或使它们完全消失。

资深作者Hoekmine BV的首席执行官科林英厄姆博士说：“我们绘制了几个具有以前未知功能的基因，并将它们与自我组织能力和菌落颜色联系起来。”

“从应用的角度来看，这种细菌系统使我们能够实现一种可调的生物光子结构，这种结构可以大量复制，避免使用传统的纳米制造方法，”剑桥大学化学系的共同高级作者Silvia Vignolini博士说。“我们发现了将这种细菌菌落用作光子色素的潜力，这种色素可以很容易地进行优化，在外部刺激下改变显色，并可以与其他生物组织相互作用，以适应不同的环境。未来，我们将向汽车和墙壁开放可生物降解的涂层——只需添加我们想要的颜色和外观！”

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