{"id":148429,"date":"2024-07-22T07:05:00","date_gmt":"2024-07-22T05:05:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=148429"},"modified":"2024-07-17T10:59:18","modified_gmt":"2024-07-17T08:59:18","slug":"schillernde-bakterien-neue-erkenntnisse-eroffnen-chancen-fur-nachhaltige-farbtechnologien","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/schillernde-bakterien-neue-erkenntnisse-eroffnen-chancen-fur-nachhaltige-farbtechnologien\/","title":{"rendered":"Schillernde Bakterien: Neue Erkenntnisse er\u00f6ffnen Chancen f\u00fcr nachhaltige Farbtechnologien"},"content":{"rendered":"\n\n
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\"Die
Die Farben des Meeresbakteriums sind auf geordnete Bakterienzellen zur\u00fcckzuf\u00fchren, die einen photonischen Kristall bilden und Interferenzeffekte erzeugen.
\u00a9 Friedrich-Schiller-Universit\u00e4t Jena, Abbildung: Colin Ingham<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Ein internationales Forschungsteam hat den Mechanismus untersucht, der einige Bakterienarten dazu bringt, Licht zu reflektieren, ohne Pigmente zu verwenden. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler interessierten sich f\u00fcr die Gene, die diesen Mechanismus ausl\u00f6sen und entdeckten dabei wichtige \u00f6kologische Zusammenh\u00e4nge. Diese Erkenntnisse wurden in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift \u201eProceedings of the National Academy of Sciences<\/em>\u201c (PNAS)<\/em> ver\u00f6ffentlicht.<\/a><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die schillernden Farben, die man von Pfauenfedern oder Schmetterlingsfl\u00fcgeln kennt, entstehen durch winzige Strukturen, die das Licht auf besondere Weise reflektieren. Einige Bakterienkolonien bilden \u00e4hnlich glitzernde und schillernde Strukturen. In Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut f\u00fcr Kolloid- und Grenzfl\u00e4chenforschung, dem Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen, der Universit\u00e4t Utrecht, der Universit\u00e4t Cambridge und dem Netherlands Institute for Sea Research sequenzierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universit\u00e4t Jena die DNA von 87 gef\u00e4rbten und 30 farblosen Bakterienst\u00e4mmen und identifizierten die Gene, die f\u00fcr diese Kolonien verantwortlich sind. Diese Erkenntnisse k\u00f6nnten zur Entwicklung umweltfreundlicher Farbstoffe und Materialien f\u00fchren. Ein Hauptinteresse des kooperierenden Biotechnologieunternehmens Hoekmine BV.<\/p>\n\n\n\n

Vorhersagen mit k\u00fcnstlicher Intelligenz<\/h3>\n\n\n\n

Die Forschenden nutzten K\u00fcnstliche Intelligenz, um ein Modell zu entwickeln, das auf der Grundlage der DNA vorhersagen kann, welche Bakterien diese Farben produzieren. <\/p>\n\n\n\n

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“Mit diesem Modell haben wir \u00fcber 250.000 bakterielle Genome und 14.000 Umweltproben aus internationalen Open-Science-Repositorien analysiert”, sagt Prof. Bas E. Dutilh, Professor f\u00fcr Virale \u00d6kologie und Omics an der Universit\u00e4t Jena und Forscher im Exzellenzcluster \u201eBalance of the Microverse\u201c<\/a><\/strong>. “Wir haben herausgefunden, dass die Gene, die f\u00fcr die strukturelle Farbe verantwortlich sind, haupts\u00e4chlich in Ozeanen, S\u00fc\u00dfwasser und in speziellen Lebensr\u00e4umen wie Gezeitenzonen und Tiefseegebieten vorkommen. Im Gegensatz dazu weisen Mikroben in wirtsassoziierten Lebensr\u00e4umen, wie dem menschlichen Mikrobiom, nur eine sehr geringe strukturelle Farbe auf.”<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

\u00d6kologische Bedeutung und zuk\u00fcnftige Anwendungen<\/h3>\n\n\n\n

Die Studienergebnisse deuten darauf hin, dass die Farbigkeit der Bakterienkolonien nicht nur dazu dienen, Licht zu reflektieren. \u00dcberraschenderweise kommen diese Gene auch in Bakterien vor, die in tiefen Ozeanen ohne Sonnenlicht leben. Dies k\u00f6nnte bedeuten, dass die Farben tiefere Prozesse der Zellorganisation mit wichtigen Funktionen widerspiegeln k\u00f6nnten, wie z.B. den Schutz der Bakterien vor Viren oder die effiziente Besiedlung von schwimmenden Nahrungspartikeln. Diese Erkenntnisse k\u00f6nnten neue, nachhaltige Technologien inspirieren, die auf diesen nat\u00fcrlichen Strukturen basieren.<\/p>\n\n\n\n

Exzellente Zusammenarbeit in der Forschung<\/h3>\n\n\n\n

Das internationale Forschungsprojekt zeigt beispielhaft, wie zwei Profillinien der Friedrich-Schiller-Universit\u00e4t Jena, LIFE und LIGHT, zueinander finden k\u00f6nnen. Es entspricht so auch den Zielen des Exzellenzclusters \u201eBalance of the Microverse\u201c, in dem Prof. Dutilh seit 2021 als \u201eAlexander von Humboldt-Professor\u201c eine von vier “Microverse Professuren” innehat. Der Exzellenzcluster erforscht die komplexen Beziehungen innerhalb mikrobieller Gemeinschaften. Die Rolle der Koloniestruktur in der mikrobiellen Interaktion ist eine der zentralen Forschungsfragen.<\/p>\n\n\n\n

Original-Publikation<\/h3>\n\n\n\n

Zomer A, Ingham CJ, von Meijenfeldt FAB et al. Structural color in the bacterial domain: The ecogenomics of a 2-dimensional optical phenotype, PNAS 2024<\/em>, https:\/\/doi.org\/10.1073\/pnas.2309757121<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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