Internacional. Investigadores de la Universidad de Cambridge han desbloqueado el código genético detrás de algunos de los colores más brillantes y vibrantes en la naturaleza. El documento, publicado en la revista PNAS, es el primer estudio de la genética del color estructural, como se ve en alas de mariposa y plumas de pavo real, y allana el camino para la investigación genética en una variedad de organismos estructuralmente coloreados. Este es el primer estudio sistemático de los genes que sustentan los colores estructurales, no solo en las bacterias sino en cualquier sistema vivo.
El estudio es una colaboración entre la Universidad de Cambridge y la empresa holandesa Hoekmine BV y muestra cómo la genética puede cambiar el color y la apariencia de ciertos tipos de bacterias. Los resultados abren la posibilidad de cosechar estas bacterias para la fabricación a gran escala de materiales nanoestructurados: las pinturas biodegradables y no tóxicas podrían 'crecer' y no fabricarse, por ejemplo.
Flavobacterium es un tipo de bacteria que se agrupa en colonias que producen llamativos colores metálicos, que no provienen de los pigmentos, sino de su estructura interna, que refleja la luz a ciertas longitudes de onda. Sin embargo, los científicos todavía están desconcertados sobre cómo estas intrincadas estructuras están genéticamente modificadas por la naturaleza.
"Es crucial mapear los genes responsables de la coloración estructural para una mayor comprensión de cómo las nanoestructuras están diseñadas en la naturaleza", dijo el primer autor Villads Egede Johansen, del Departamento de Química de Cambridge. "Este es el primer estudio sistemático de los genes que sustentan los colores estructurales, no solo en las bacterias sino en cualquier sistema vivo".
Los investigadores compararon la información genética con las propiedades ópticas y la anatomía de las colonias bacterianas mutadas y de tipo salvaje para comprender cómo los genes regulan el color de la colonia.
Al mutar genéticamente la bacteria, los investigadores cambiaron sus dimensiones o su capacidad de movimiento, lo que alteró la geometría de las colonias. Al cambiar la geometría, cambiaron el color: cambiaron el color verde metálico original de la colonia en todo el rango visible de azul a rojo. También fueron capaces de crear una coloración más opaca o hacer que el color desaparezca por completo.
"Mapeamos varios genes con funciones previamente desconocidas y los correlacionamos con la capacidad de autoorganización de las colonias y su coloración", dijo el autor principal, el Dr. Colin Ingham, CEO de Hoekmine BV.
"Desde una perspectiva aplicada, este sistema bacteriano nos permite lograr estructuras fotónicas que se pueden sintonizar y que se pueden reproducir en abundancia, evitando los métodos tradicionales de nanofabricación", dijo la autora principal, la Dra. Silvia Vignolini, del Departamento de Química de Cambridge. "Vemos un potencial en el uso de colonias bacterianas tales como pigmentos fotónicos que pueden optimizarse fácilmente para cambiar la coloración bajo estímulos externos y que pueden interactuar con otros tejidos vivos, adaptándose así a entornos variables. El futuro está abierto para pinturas biodegradables en nuestra autos y paredes - ¡simplemente creciendo exactamente el color y la apariencia que queremos!"
Fuente: Universidad de Cambridge.
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