Лента TH Новости Биоинженерия



Живые модифицируемые фотонные наноструктуры – будущее для биорезорбируемых красок и покрытий

∴ 213

Рисовать красками — это хобби, профессия или просто терапия. Но как на счет рисования бактериями?

1396

Многие бактерии имеют негативную репутацию, однако путем генетических модификаций возможно заставить их продуцировать лекарства, очищать воду, обнаруживать давно забытые наземные мины, ремонтировать бетон. Сейчас команда из Универитета Кэмбриджа и Голландская компания Hoekmine BV описали, как возможно однажды вырастить новые органические краски и покрытия из разноцветных колоний бактерий.

Ученые обнаружили, что бактерии рода Flavobacterium обладают иридисцентностью – способностью изменять цвет за счет оптических свойств поверхности. Это обеспечивается за счёт внутренней микроскопической структуры колоний, которые отражают свет на различных длинах волн, в результате чего мы видим определенный цвет. За это отвечают те же гены, которые дают радужность крыльям бабочки и павлина. Задачей исследователей стал поиск объяснения этому явлению на генетическом уровне.

По словам первого автора исследования, Виллада Йохансена, это первое систематическое исследование, обосновывающее с генетической точки зрения структурный цвет не только в бактериях, но и в других живых системах.

Чтобы понять, какие гены могут быть задействованы в создании поразительных цветастых колоний, команды несла в геном флавобактерий конкретные мутации, а затем сравнила колонии мутантных бактерий с контрольной группой бактерий дикого типа. Исследователи модифицировали гены, которые ответственны за большой размер бактерий и гены, ответственные за высокую подвижность бактерий, что в свою очередь влияет на геометрию всей колонии в целом, а это, как оказалось, влияет на цвет колонии.

Мы сопоставили несколько генов с ранее неизвестными функциями и возможности колоний к самоорганизации и, как следствие, окраски поверхности.Колин Ингам, старший автор исследования.

Естественный цвет колоний – металлически зеленый, однако с помощью проб и ошибок команда смогла заставить их появиться практически в любом цвете видимого спектра (от синего до красного). Они также сумели снизить интенсивность цвета, и даже удалить его целиком.

Исследователи говорят, что эти спроектированные бактериальные колонии могут однажды использоваться для выращивания органических, биодеградируемых и нетоксичных красок и покрытий в любом цвете.

С прикладной точки зрения, эта бактериальная система позволяет нам получить модифицируемые живые фотонные структуры, которые могут быть воспроизведены в изобилии, избегая традиционных методов нанотехнологий. Мы видим потенциал в использовании таких бактериальных колоний, как фотонные пигменты, которые могут быть легко оптимизированы для изменения окраски под внешними раздражителями и которые могут взаимодействовать с другими живыми тканями, тем самым адаптируясь к переменным условиям. Будущее открыто для биодеградируемых красок на наших автомобилях и стенах!Сильвия Вигнолини, соруководитель исследования.

Анастасия Ильина