PNAS：闪闪发光的细菌

德国耶拿大学的一个国际研究小组研究了使某些细菌在不使用色素的情况下反射光线的机制。研究人员对相关基因很感兴趣，并发现了重要的生态联系。这些发现发表在最新一期的著名杂志《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

　　

孔雀羽毛或蝴蝶翅膀上的彩虹色是由以特殊方式反射光线的微小结构产生的。一些细菌菌落形成类似的闪闪发光的结构。科学家们与马克斯·普朗克胶体和界面研究所、莱布尼茨研究所dsmz -德国微生物和细胞培养物收藏馆、乌得勒支大学、剑桥大学和荷兰海洋研究所合作，对87种结构着色细菌和30种无色菌株的DNA进行了测序，并确定了导致这些迷人菌落的基因。这些发现可能会导致环保染料和材料的发展，这是合作生物技术公司Hoekmine BV的主要兴趣。

人工智能预测

研究人员训练了一个人工智能模型，根据细菌的DNA预测哪些细菌会产生彩虹色。耶拿大学病毒生态学教授、卓越集群“微观宇宙平衡”研究员Bas E. Dutilh教授说:“通过这个模型，我们分析了来自国际开放科学存储库的超过25万个细菌基因组和1.4万个环境样本。”“我们发现，负责结构颜色的基因主要存在于海洋、淡水和特殊栖息地，如潮间带和深海地区。相比之下，在宿主相关栖息地(如人类微生物组)中的微生物显示出非常有限的结构颜色。”

生态意义和未来应用

研究结果表明，彩色细菌菌落结构不仅用于反射光。令人惊讶的是，这些基因也存在于生活在没有阳光的深海中的细菌中。这可能意味着，这些颜色可能反映了具有重要功能的细胞组织的深层过程，例如保护细菌免受病毒侵害，或有效地定植漂浮的食物颗粒。这些发现可能会激发基于这些自然结构的新的可持续技术。

优秀的合作研究

这个国际研究项目举例说明了弗里德里希·席勒大学耶拿分校的两条轮廓线，生命和光明是如何找到彼此的。它还解决了卓越集群“微观宇宙平衡”的目标，自2021年以来，Dutilh教授作为亚历山大·冯·洪堡教授担任了四个“微观宇宙教授”之一。该集群研究微生物群落内部的复杂关系，菌落结构在微生物相互作用中的作用是关键研究问题之一。