Gekleurde bacterieculturen – forschung.de
Een kamermuur die niet vervaagt: een internationaal onderzoeksteam is een stukje dichter bij het bereiken van dit doel gekomen. Het onderwerp van hun onderzoek waren kleurrijke bacterieculturen. Het principe hierachter is identiek aan hoe vlinders hun kleuren weergeven: deze kleuren ontstaan niet door het absorberen van specifieke golflengten, zoals bij traditionele pigmenten, maar door breking van licht. Nanodeeltjes veroorzaken optische interferentie die voor onze ogen kleurrijk lijkt.
Het is al lang bekend dat sommige bacteriekolonies ook zulke glinsterende, iriserende structurele kleuren produceren. Een voorbeeld zie je hierboven: de mariene bacterie Marinobacter alginolytica produceert georganiseerde structuren in zijn cellen die werken als een fotonisch kristal. De breking van licht met een specifieke golflengte creëert de indruk van iriserende kleuren.
Om erachter te komen hoe ze ontstaan en welke genetische instructies erachter schuilgaan, analyseerden Aldert Sommer van de Universiteit Utrecht en zijn collega’s het DNA van 87 gekleurde en 30 kleurloze bacteriestammen. Daarnaast heeft het internationale onderzoeksteam kunstmatige intelligentie getraind om met het relevante genoom te bepalen of en welke kleur een bepaalde bacterie zal krijgen. “Met dit model hebben we meer dan 250.000 bacteriële genomen en 14.000 milieumonsters uit internationale open science-opslagplaatsen geanalyseerd”, legt hoofdauteur Bas Dothele van de Universiteit van Jena uit.
Genetische analyses hebben aangetoond dat bacteriën in oceanen, zoetwater- en diepzeegebieden een opvallend hoge frequentie aan genensets hebben die verantwoordelijk zijn voor structurele kleuren. “Microben in gastheergerelateerde habitats, zoals het menselijke microbioom, vertonen daarentegen heel weinig structurele kleur”, meldt Dolith.
Maar wat is het voordeel van de donkerzwarte kleur waarin bacteriën in de diepzee leven, die alleen zichtbaar zijn bij blootstelling aan licht? De onderzoekers veronderstellen dat de gensequentie ook andere taken in het organisme vervult, zoals het beschermen van bacteriën tegen virale infecties. In dit geval zal de kleuring slechts een aangenaam neveneffect zijn. Bijwerkingen waar mensen profijt van kunnen hebben: Duurzame kleuren die geen giftige zware metalen zoals chroom bevatten en die slechts langzaam vervagen, behoren tot de mogelijkheden.
“Analist. Schepper. Zombiefanaat. Fervente reisjunkie. Popcultuurexpert. Alcoholfan.”