Colores vivientes: nanoestructuras que se cultivan, no se fabrican.

Fuente: University of Cambridge

Una nueva investigación muestra cómo la genética puede cambiar el color y la apariencia de ciertos tipos de bacterias que crecen en colonias de colores llamativos. Este sería uno de los primeros estudios, si no el primero, de la genética del color estructural, ese que se manifiesta espectacularmente en las alas de las mariposas o en las plumas de los pavos reales. Los resultados abren la vía para la investigación genética de toda una variedad de organismos coloreados estructuralmente. Desde un punto de vista práctico cosechar estas bacterias para la fabricación a gran escala de materiales nanoestructurados se convierte ahora en una posibilidad; es decir, que las pinturas biodegradables y no tóxicas podrían “cultivarse” y no fabricarse, por ejemplo.

Flavobacterium es un tipo de bacteria que se agrupa en colonias que producen llamativos colores metálicos. Estos colores no provienen de la existencia de pigmentos, sino de su estructura interna, que refleja la luz a ciertas longitudes de onda. Sin embargo, la ciencia aún no tiene muy claro cómo la genética afecta a estas estructuras. De ahí el interés de este trabajo, que estudia por primera vez los genes que provocan estas estructuras de color en un sistema vivo.

Los investigadores, encabezados por Villads Egede Johansen, de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), compararon la información genética con las propiedades ópticas y la anatomía de colonias bacterianas sin mutar y mutadas para comprender cómo regulan los genes 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 desapareciese por completo.

Desde el punto de vista práctico, y usando el lenguaje no de la biología genética sino de la nanotecnología, esto significa que se pueden diseñar estructuras fotónicas del color deseado y que estas estructuras se pueden autorreproducir en abundancia, todo ello evitando los laboriosos métodos tradicionales de la nanofabricación.

Para darnos cuenta de lo que esto significa, pensemos que estamos hablando de la posibilidad de usar colonias bacterianas 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. La potencialidad de aplicaciones es tan amplia como la imaginación.

Referencia:

Villads Egede Johansen el al. (2018) Living colors: Genetic manipulation of structural color in bacterial colonies, PNAS doi: 10.1073/pnas.1716214115

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

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