细菌闪光：新发现为可持续彩色技术开辟了可能性

耶拿大学卓越集群“微观宇宙平衡”的一个国际研究小组研究了某些类型的细菌在不使用颜料的情况下反射光的机制。研究人员对负责的基因感兴趣，并发现了重要的生态联系。他们的发现发表在《美国国家科学院院刊》上

孔雀羽毛或蝴蝶翅膀上的彩虹色是由以特殊方式反射光线的微小结构产生的。一些菌落形成类似的闪闪发光的结构

科学家们与马克斯·普朗克胶体和界面研究所、莱布尼茨DSMZ德国微生物和细胞培养物保藏中心、乌得勒支大学、剑桥大学和荷兰海洋研究所合作，对87种结构有色细菌和30种无色菌株的DNA进行了测序，并确定了这些迷人菌落的基因。这些发现可能导致环保染料和材料的开发，这是合作的生物技术公司Hoekmine BV的主要兴趣所在。

研究人员训练了一个人工智能模型，根据其DNA预测哪些细菌会产生彩虹色

“利用这个模型，我们分析了来自国际开放科学库的250000多个细菌基因组和14000个环境样本，”耶拿大学病毒生态学教授、卓越集群“微观宇宙的平衡”研究员Bas E.Dutilh教授说。

我们发现，负责结构颜色的基因主要存在于海洋、淡水和潮间带和深海等特殊栖息地。相比之下，与宿主相关的栖息地（如人类微生物组）中的微生物显示出非常有限的结构颜色，”Dutilh先生继续说道

研究结果表明，彩色菌落结构不仅仅用于反射光。令人惊讶的是，这些基因也存在于生活在没有阳光的深海中的细菌中。这可能意味着这些颜色可以反映出具有重要功能的更深层次的细胞组织过程，例如保护细菌免受病毒感染，或有效地定殖漂浮的食物颗粒。这些发现可以启发基于这些自然结构的新的可持续技术 More information: Colin J. Ingham et al, Structural color in the bacterial domain: The ecogenomics of a 2-dimensional optical phenotype, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2309757121

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences