Fremtidens maling kan være lavet af bakterier
Forskere afkoder genetikken bag naturens metalfarver.
maling, bakterier, strukturelle farver

Foto af tre bakteriekolonier, som forskerne har ændret farve på. (Foto: Colin Ingham)

Forestil dig, at du kører på autoværkstedet for at få malet bilen, og at du kører derfra igen med en bil, der er dækket med et lag bakterier, som giver en flot og skinnende finish, der ændrer farve i løbet af dagen.

Historien kort
  • Forskere har fundet ud af, hvordan bakterier laver deres farver.
  • Forskerne kan også få bakterierne til at ændre farve.
  • De nyopdagede bakterier kan blive brugt i alt fra kosmetik og maling til at undersøge, om vand er forurenet.

Lyder det mærkeligt eller måske endda for utroligt til at være sandt?

Det er det ikke nødvendigvis, for forskere har netop afkodet genetikken bag nogle specifikke og ganske ufarlige bakteriers evne til at lave skinnende metalfarver.

Det gør, at forskerne nu kan manipulere bakteriernes genetik til at få dem til at have lige præcis de farver, som forskerne ønsker.

Opdagelsen åbner for en helt ny måde at tænke i biologisk maling på – maling, som vil være bedre for miljøet end konventionel maling.

»Mange farvestoffer i alt fra maling til kosmetik er ikke gode for miljøet, og derfor er det interessant, at vi nu har taget det første skridt i retning af at lave biologiske farver af bakterier, der foruden at være ufarlige også er bionedbrydelige,« fortæller postdoc ved Department of Chemistry på University of Cambridge Villads Egede Johansen.

Det nye studie er for nylig offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift PNAS.

Biologiske farver har stort potentiale

Potentialet i farvede bakterier er enormt.

Foruden at male biler, huse, læber, skibe og alt muligt andet med bionedbrydelig maling/bakterier, forestiller Villads Egede Johansen sig også, at man kan bruge bakteriernes biologiske egenskaber til andre formål end bare at farve ting.

Eksempelvis forestiller han sig, at man kan designe bakterier, som reagerer med giftstoffer i vand og ændrer farve, når de gør det.

På den måde kan man udtage en grundvandsprøve, tilsætte bakterierne og blot kigge på bakteriernes farve for at finde ud af, om vandet indeholder giftstoffer.

»Kun fantasien sætter grænsen, når det gælder anvendelsesmuligheder for en farve, som samtidig er en levende biologisk organisme, der kan programmeres til at reagere på alle mulige eksterne stimuli,« siger Villads Egede Johansen.

Bakterier kan fortælle om holdbarhed

Andre forskere ser også store muligheder i farver af levende organismer.

Det vil forskere male med bakterier

Bakterier som makeup:

Tørrede flager af glitrende bakteriekolonier kan fungere som 100 procent bionedbrydelig farvegiver i kosmetik. I forhold til andre glitrende materialer, der ofte indeholder mikroplastik, vil bakterierne blive brudt fuldstændigt ned i naturen, selvom de skylles ud i vasken, når makeuppen vaskes af efter en tur i byen.

Bakterier som maling:

I levende form holder bakterierne deres farver i en uges tid, når de gror, men dette kan forlænges ved at tilføre næringsstoffer. Der er endda potentiale til, at man kan få farverne til at ændre sig. Hvis bakterierne fikseres, kan farven i princippet holde i flere år og derved blive permanent. De ældste fikserede prøver, de har i laboratoriet i Cambridge, ser stadig ud, som de gjorde den dag syv år forinden, hvor de blev fikseret.

Bakterier som sensorer:

På trods af deres små størrelser er bakterier komplekse biologiske systemer med et væld af funktioner. Dette kan man udnytte ved genetisk at ændre bakterierne så de kan opsnuse alt fra landminer til stoffer og farlige kemikalier ved at ændre farve. Bakterierne i studiet er ingen undtagelse, og med deres unikke metalliske fremtoning bliver det utroligt nemt at afgøre, om de rent faktisk har fundet det, som bakterierne er på udkig efter.

En af disse forskere er Torben Lenau, der er lektor ved Institut for Mekanisk Teknologi ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU) og har forsket i farver i insekter og alger.

Helt konkret forestiller han sig, at man i mange situationer kan have gavn af at lave farver, som man kan bruge som et ur i forskellige ting med en begrænset holdbarhed.

Det kan være alt fra fødevarer til medicin og kemikalier, der ikke holder for evigt.

Eksempelvis kan en appelsinjuice ofte holde sig i mange år, hvis den er uåbnet, men når den først er åbnet, er holdbarheden meget kort.

»Her kunne man forestille sig, at når man åbnede et produkt og brød forseglingen, begyndte denne type bakterier at vokse. Derved kan man se, hvornår produktet er blevet åbnet ved at se på, hvordan farven ændrer sig over tid. Det er som et levende biologisk ur, som man kan betragte med det blotte øje, og det vil kunne anvendes i mange forskellige sammenhænge,« siger Torben Leanu, der ikke har noget med det nye studie at gøre.

Forskeren slår dog fast, at denne slags anvendelsesmuligheder ligger et godt stykke ude i fremtiden.

Samme mekanisme giver påfugle deres fjerfarve

Dykker vi lidt dybere i Villads Egede Johansens forskning, drejer den sig om bakterier, der laver såkaldte strukturelle farver.

Strukturelle farver er farver, som ikke kommer fra pigmenter, der absorberer farver (farven i eksempelvis planter, hvor planterne absorberer alle farvespektrets farver på nær grøn), men i stedet kommer fra strukturer inde i bakterierne, som reflekterer lys og på den måde giver bakterierne en farve.

Både påfuglefjer og nogle sommerfugle (især fra slægten Morpho) er farvet af strukturelle farver, som giver dem en metallisk glans, men også nogle bakterier af arten Flavobacterium, der lever i vand, kan gøre det samme, hvilket giver en bakteriekoloni inden for arten en skinnende, grøn metalfarve.

Det er disse bakterier, som forskerne vil udnytte til at ’gro’ maling fremfor at lave den kemisk.

»Vores er det første studie overhovedet til at vise, hvordan man kan styre de optiske egenskaber i bakterier og finde ud af, hvilke gener der er ansvarlige for dem,« siger Villads Egede Johansen.

Genetisk manipulation med bakterier

I forskningen har Villads Egede Johansen sammen med samarbejdspartnere fra Hollandske Hoekmine BV undersøgt en lang række bakteriemutanter for at finde ud af, hvordan bakterierne ændrer farver, når forskerne ændrer på deres DNA.

Forskere kan enten kemisk eller med stråling ændre på bakteriers gener og dermed også ændre på de gener, som giver bakterierne deres farve.

På den måde kunne de finde ud af, hvilke gener der er involveret i at give bakterierne deres farve, men også ændre på dem og skabe alle farver i farvespektret fra blå til rød.

Forskerne fandt også ud af, hvordan de kunne gøre farverne mere matte eller få dem til at forsvinde helt.

»Nu er vi så gået i gang med at forske i anvendelsesmulighederne, og jeg håber på, at vi om ti år kan lave de første farver, som er baseret på bakterier,« fortæller Villads Egede Johansen.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.