研究人员已经解开了自然界中一些最亮和最亮颜色背后的遗传密码。这篇论文发表在《PNAS日报》上，是对蝴蝶翅膀和孔雀羽毛结构色遗传学的首次研究，为各种结构色生物的遗传学研究铺平了道路。
这项由剑桥大学和荷兰Hoekmine BV公司合作的研究，展示了遗传学如何改变某些类型的亮菌的颜色和外观。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，它们在菌落中堆积在一起，产生明显的金属色。这种颜色来自它们的内部结构，而不是颜料，它反射某些波长的光。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，绘制结构着色基因的图谱非常重要，”剑桥化学系的第一作者Villads Egede Johansen说。“这是首次对支持结构颜色的基因进行系统研究——不仅在细菌中，而且在任何生物系统中都是如此。”
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比较，以了解基因如何调节菌落的颜色。
通过改变细菌的基因，研究人员改变了它们的大小或移动性，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殖民地最初的金属绿色从蓝色变成了红色。他们也可以创造更深的颜色或使颜色完全消失。
资深作者Hoekmine BV公司的首席执行官科林英厄姆博士说：“我们绘制了几个以前未知功能的基因，并将它们与菌落的自组织能力和颜色相关联。
“从应用的角度来看，这种细菌系统使我们能够实现可调节的生物光子结构，这种结构可以大量复制，避免了使用传统的纳米制造方法，”剑桥大学化学系联合资深作者Silvia Vignolini博士说。“我们发现，利用这种细菌菌落作为光子色素的潜力可以很容易地被优化，以改变外部刺激下的颜色，并且可以与其他生物组织相互作用，以适应不同的环境。未来，我们将向可生物降解涂料开放汽车和墙壁——只需准确添加我们想要的颜色和外观！”
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