Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Farbspiel in der Fischhaut

19.05.2015

Lichtwechsel bewirkt Farbwechsel in der Haut des Neontetras durch Kippen von Guaninkristallschichten

Wie manche Reptilien, Amphibien und andere Fischarten kann der vom Amazonas stammende Neontetra-Zierfisch auf photonische Strukturen in seiner Haut zurückgreifen, um auf einen äußeren Auslöser hin die Hautfarbe zu ändern.


Untersuchung der physiologisch aktiven Hautzellen des farbigen Streifens des Neontetra durch Microspot-Röntgenbeugungsanalyse

(c) Wiley-VCH

Ein breiter Streifen auf der Fischseite erscheint im Hellen grün-blau, im Dunkeln indigo. Wie dieser Mechanismus funktioniert, konnten nun israelische Wissenschaftler eindeutig klären. Ihre Ergebnisse, die auf das sogenannte Jalousiemodell hinweisen, präsentieren die Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie.

Nach dem Jalousiemodell führen Lagen von Kristallen der Nucleobase Guanin eine Kippbewegung durch, wodurch sich die Dicke der zwischen den Kristallen liegenden Schichten aus Zellplasma ändert, was die Farbe beeinflusst. Das ebenfalls diskutierte Akkordeon-Modell sieht jedoch den Einstrom von Flüssigkeit in die Zwischenschichten als alleinige Ursache für die Dickenänderung vor.

Welches der Modelle ist das richtige? Die Forschungsgruppen von Lia Addadi und Steve Weimar vom Weizmann Institute of Science in Israel sowie Peter Fratzl am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung untersuchten nun physiologisch aktive Hautzellen des farbigen Streifens des Neontetra durch Microspot-Röntgenbeugungsanalyse. Weil sich unter Hell- und Dunkelanpassung die Spots im Beugungsmuster deutlich verschoben, erkannten die Wissenschaftler das Jalousiemodell als gültig.

Mit diesen Ergebnissen in der Hand wollen die Forscher nun auch die Auslösung der Verkippung durch das Lichtsignal erklären. Kann man den Farbwechsel der Guaninkristallschichten steuern, bieten sich unzählige interessante Anwendungen an.

Dvir Gur, Koautor des Artikels, erklärt: "Guaninkristalle sind unbedenklich und biokompatibel und werden deshalb sehr gerne von der kosmetischen Industrie verwendet ... Sie verleihen Produkten wie Nagellack, Wimperntusche und Makeup einen schimmernden Glanz".

Man stelle sich nur einen Lidschatten vor, der bei Wechsel von Sonnenlicht in Kunstlicht seine Farbe anpasst! Neben rein dekorativen Anwendungen sind auch optische Elektroniken interessant wie zum Beispiel die Anwendung als neuartiger Bandpassfilter, oder im Bereich neuer Materialien für die Industrie.

Mit Blick auf die Manipulationsmöglichkeiten erläutert Gur weiter: "Will man die Strategie des Fischs nachahmen, muss man gezielt den Abstand der Guaninkristalle beeinflussen ... Hält man die Guaninkristalle an einem Ende fest, ändert sich der Kippwinkel, ähnlich wie im Neontetra-System." Der Neontretra und sein Spiel mit den Guaninkristallen könnte also zur wertvollen Inspirationsquelle für das Design neuer Materialien avancieren.

Angewandte Chemie: Presseinfo 19/2015

Autor: Lia Addadi, Weizmann Institute of Science (Israel), http://www.weizmann.ac.il/sb/faculty_pages/Addadi/

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201502268

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | GDCh

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Was nach der Befruchtung im Zellkern passiert
06.12.2016 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Forscher vergleichen Biodiversitätstrends mit dem Aktienmarkt
06.12.2016 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Flüssiger Wasserstoff im freien Fall

05.12.2016 | Maschinenbau

Forscher sehen Biomolekülen bei der Arbeit zu

05.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungsnachrichten