Purpurina bacteriana: nuevos hallazgos abren posibilidades para tecnologías sostenibles del color
Predicciones con inteligencia artificial
Un equipo internacional de investigadores ha estudiado el mecanismo que hace que algunos tipos de bacterias reflejen la luz sin utilizar pigmentos. Los investigadores se interesaron por los genes responsables y descubrieron importantes conexiones ecológicas. Estos hallazgos se publican en el número actual de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Los colores iridiscentes conocidos de las plumas de los pavos reales o las alas de las mariposas son creados por diminutas estructuras que reflejan la luz de una forma especial. Algunas colonias bacterianas forman estructuras brillantes similares. En colaboración con el Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces, el Instituto Leibniz DSMZ-Colección Alemana de Microorganismos y Cultivos Celulares, la Universidad de Utrecht, la Universidad de Cambridge y el Instituto Holandés de Investigación Marina, los científicos secuenciaron el ADN de 87 bacterias estructuralmente coloreadas y 30 cepas incoloras e identificaron los genes responsables de estas fascinantes colonias. Estos hallazgos podrían conducir al desarrollo de tintes y materiales respetuosos con el medio ambiente, uno de los principales intereses de la empresa biotecnológica Hoekmine BV.
Predicciones con inteligencia artificial
Los investigadores entrenaron un modelo de inteligencia artificial para predecir qué bacterias producen colores iridiscentes basándose en su ADN. "Con este modelo, analizamos más de 250.000 genomas bacterianos y 14.000 muestras ambientales de repositorios internacionales de ciencia abierta", afirma el profesor Bas E. Dutilh, catedrático de Ecología Viral de la Universidad de Jena e investigador del Clúster de Excelencia 'Equilibrio del Microverso'Enlace externo. "Descubrimos que los genes responsables del color estructural se encuentran principalmente en océanos, agua dulce y hábitats especiales como zonas intermareales y zonas de aguas profundas. En cambio, los microbios de hábitats asociados a huéspedes, como el microbioma humano, mostraban un color estructural muy limitado."
Importancia ecológica y aplicaciones futuras
Los resultados del estudio indican que las coloridas estructuras de las colonias bacterianas no sólo sirven para reflejar la luz. Sorprendentemente, estos genes también se encuentran en bacterias que viven en océanos profundos sin luz solar. Esto podría implicar que los colores podrían reflejar procesos más profundos de organización celular con funciones importantes, como proteger a las bacterias de los virus o colonizar eficazmente partículas flotantes de alimentos. Estos hallazgos podrían inspirar nuevas tecnologías sostenibles basadas en estas estructuras naturales.
Excelente investigación en colaboración
El proyecto de investigación internacional ejemplifica cómo dos líneas de perfil de la Universidad Friedrich Schiller de Jena, LIFE y LIGHT, pueden encontrarse. También aborda los objetivos del Clúster de Excelencia "Equilibrio del Microverso", donde el Prof. Dutilh ocupa una de las cuatro 'Cátedras del Microverso' como Profesor Alexander von Humboldt desde 2021. El clúster investiga las complejas relaciones dentro de las comunidades microbianas, y el papel de la estructura de la colonia en la interacción microbiana es una de las preguntas clave de la investigación.
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