琼脂平板上的黄杆菌IR1菌落。
琼脂平板上的黄杆菌IR1菌落。剑桥大学/公共领域

从孔雀到蓝毒飞镖蛙,植物群和动物群都有彩虹的各种颜色。世界上有如此多的颜色,科学家们可能要花几周的时间才能复制出一种自然的颜色尤其是红-使用电子束光刻技术,这是一种移动电子束在表面上“书写”颜色的纳米技术。事实证明,根据一项新的研究,这些天然颜色具有可复制的遗传密码。

研究,由一家生物技术公司进行Hoekmine BV和剑桥大学研究了基因改变是如何影响黄杆菌IR1的,黄杆菌IR1反射不同波长的光,从而产生自己的金属绿色。黄杆菌IR1是与众不同的,因为它不需要叶绿素或黑色素等色素来产生闪亮的色调。相反,以菌落为基础的生物具有“结构颜色”,这意味着它依靠其内部组织纳米结构来发出颜色。

这种结构使黄杆菌成为研究的完美样本,研究结果发表在《科学》杂志上美国国家科学院院刊。每个细菌“都是直径约半微米的棒状,”首席作者维拉德·埃格德·约翰森说。“蜂群以一种有序的方式聚集,就像一堆管子或圆柱体。”研究人员对菌落的大小和尺寸进行了基因突变,以观察黄杆菌是否改变了它的绿色。研究人员不仅完成了这项工程,还捕捉到了从蓝色到红色的整个光谱。虽然这种细菌很难捕捉到白色、粉红色和棕色等非光谱颜色,但它可以根据不同的角度改变光谱颜色。

培养皿中黄杆菌的彩色突变。
培养皿中黄杆菌的彩色突变。Colin Ingham /公共领域

Hoekmine BV的首席执行官科林·英厄姆在一份声明中说:“我们绘制了几个以前未知功能的基因,并将它们与蜂群的自组织能力和颜色联系起来。媒体声明

现在,研究人员已经了解了自然颜色背后的遗传密码,他们可以创造出相当于ps颜色滴管工具的细菌,并在24小时内培养出孔雀羽毛中存在的鲜艳颜色。

研究人员对他们的突破性发现有一个更广泛的目标。正如剑桥大学化学系的西尔维娅·维尼尼在新闻稿中总结的那样,“在我们的汽车和墙壁上使用可生物降解涂料的未来是开放的——只要生长出我们想要的颜色和外观!”

*修正:这个故事最初说每个细菌大约有半毫米。它们甚至更小。