• 22.03.2018
  • Meldung
  • Forum Genforschung

Ein Anstrich aus farbigen Bakterien für Autos und Wände?

Colony of the Flavobacterium IR1 (Credit: Dr Colin Ingham, Hoekmine BV)
×
Colony of the Flavobacterium IR1 (Credit: Dr Colin Ingham, Hoekmine BV)
Colony of the Flavobacterium IR1 (Credit: Dr Colin Ingham, Hoekmine BV)

Nicht nur Schmetterlingsfarben und Pfauenflügel leuchten in glänzende Farben, sondern auch bestimmte Bakterien. Forschende haben nun den genetischen Code hinter einiger dieser sogenannten Strukturfarben entschlüsselt. Damit könnte es möglich werden, auf Bakterien basierte Farben und Anstrichmittel zu entwickeln.

Eine Studie der Universität Cambridge und der Holländischen Firma Hoekmine BV hat die genetischen Grundlagen für Farbe und Aussehen verschiedenen Bakterientypen entschlüsselt. Diese Erkenntnisse könnten zukünftig dazu genutzt werden, um nanostrukturierte Materialen in grossen Mengen industriell herzustellen. So könnte man etwa biologisch abbaubare, ungiftige Farben und Anstrichmittel zukünftig als Bakterienkulturen wachsen lassen.

Flavobakterien bilden Kolonien mit einer metallisch-glänzenden Farbe. Die Basis für diese Farbe sind nicht Pigmente, sondern die innere Struktur der Bakterien, welche Licht bestimmter Wellenlängen reflektiert. Bislang rätselte die Forschung darüber, wie die Natur solche komplexen inneren Strukturen herzustellen vermag. „Indem wir jene Gene identifizieren, die für Strukturfarben verantwortlich sind, gewinnen wir wichtige Erkenntnisse darüber, wie die Natur Nanostrukturen produziert“, sagt Vilads Egede Johansen, Erstautor der Studie.

Die Forschenden verglichen dazu die genetische Information mit den optischen Eigenschaften und dem Aufbau von natürlichen sowie genetisch veränderten Kolonien. So konnten sie herausfinden, wie die Gene die Farbe der Kolonie regulieren.

Durch gezielte genetische Modifikationen veränderten sie die Grösse oder die Beweglichkeit der Bakterien, was wiederum die Geometrie der Kolonien veränderte. Eine veränderte Geometrie führte schliesslich zu anderen Farben. So gelang es, aus der ursprünglich metallisch-grünen Farbe das gesamte sichtbare Farbspektrum von Blau bis Rot zu produzieren.

„Aus Anwendungsperspektive ermöglicht uns dieses Bakteriensystem, nach Wunsch lebendige photonische Strukturen in grossen Mengen herzustellen, ohne auf traditionelle Methoden der Nanoherstellung zurück zu greifen“, sagt Dr Silvia Vignolini, Mitautorin der Studie. „Wir sehen ein Potential für die Verwendung solcher Bakterienkolonien als photonische Pigmente, die auf Veränderungen in der Umwelt reagieren und sich anpassen. So könnten die Bakterienkolonien etwa dahingehend weiterentwickelt werden, dass sie unter externen Stimuli die Farbe wechseln oder mit anderen lebendigen Geweben interagieren. Damit öffnet sich eine Zukunft für biologisch abbaubare Farbanstriche unserer Autos oder Wände – ganz einfach indem wir genau jene Farbe und jenes Aussehen heranwachsen lassen, dass wir uns wünschen!“

Quelle: Übersetzt und angepasst von der Medienmitteilung der Universität Cambridge.

Tags

Absender

Forum Genforschung

Teaserbild Themenportal Synthetische Biologie

Synthetische Biologie

Die Synthetische Biologie zielt darauf ab, biologische Systeme zu entwerfen, nachzubauen oder zu verändern. Dabei nutzt und verbindet sie Ansätze aus verschiedenen Disziplinen, insbesondere der Molekularbiologie und den Ingenieurwissenschaften. Die Synthetische Biologie arbeitet an neuen Lösungen für verschiedenste gesellschaftliche Herausforderungen, etwa in der Medizin, der Energiegewinnung oder der Nahrungsmittelproduktion. Dabei stellen sich ethische Fragen und Fragen zu Risiken und Sicherheit der neuen Technologie.