화려한 나비 날개나 새의 깃털 등 동물의 화려한 색채의 일부 예에서는 염료가 아닌 선조 구조가 그 원인입니다. 이러한 구조적 색은 다양한 파장의 입사광을 반사하여 일부 물고기의 색을 반짝반짝 빛나게 합니다. 제브라피쉬라고도 알려진 제브라피쉬는 심지어 능동적으로 색을 바꿀 수도 있습니다. 연구팀은 이제 제브라피쉬가 색이 변하는 동안 작은 결정체를 어떻게 기울이는지, 그리고 이 과정에서 어떤 분자가 결정적인 역할을 하는지 해독했습니다. 연구진은 이 연구 결과를 ‘미국 국립과학원 회보’ 저널에 발표했습니다.
텔아비브 인근 레호봇에 있는 와이즈만 과학연구소의 드비르 구르와 그의 팀은 여러 가지 분석 방법을 사용했습니다. 주사 전자 현미경, 고해상도 형광 현미경, 산란을 이용한 X선을 사용하여 무지개 빛깔의 물고기 피부의 구조를 조사했습니다. 연구진은 무지개 빛깔을 내는 특별한 생체 결정, 이른바 이리도포어가 있다는 사실을 발견했습니다. 이 생체 결정은 약 20도까지 기울어질 수 있습니다. 서로에 대한 결정의 각도와 결정 사이의 거리가 모두 변합니다. 이로 인해 결정이 빛을 다르게 반사합니다. 예를 들어 무지개빛깔의 색이 파란색에서 노란색으로 바뀝니다.
중요한 역할을 하는 단백질의 흔적을 따라가다
구르와 그의 연구팀은 분석에서 한 걸음 더 나아가 관형 단백질 복합체, 미세소관, 운동 단백질 다이나인(이미 색 변화에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 물질)을 조사했습니다. 과학자들은 제브라피쉬에 다이네인 단백질의 억제제를 추가했습니다. 그 결과, 단백질이 없으면 더 이상 색이 변하지 않았습니다. 따라서 연구진은 이 단백질이 결정이 기울어지고 물고기 피부의 색이 변하는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 발견했습니다.
보라색-파란색으로 빛나는 제브라피쉬 비늘은 홍채 세포라고 불리는 특정 세포에서 생성됩니다. 이 세포에는 미세하게 작은 빛을 반사하는 결정체가 들어 있습니다.
이 연구를 통해 연구진은 제브라피쉬의 색 변화에 대한 생물물리학적 과정뿐만 아니라 생화학적 과정도 처음으로 해독했습니다. 연구팀은 추가 분석을 통해 다른 동물도 구조적 색의 색을 바꿀 수 있는지 여부를 조사하고자 합니다. 예를 들어 동물이 자신을 위장하거나 동종 동물과 상호 작용하거나 단순히 체온을 조절할 때 구조색은 중요한 역할을 합니다. 또한 자연 모델을 기반으로 인공 구조 색을 개발하여 버튼 하나만 누르면 색을 변경할 수 있는 것도 가능할 수 있습니다.
출처 : www.weltderphysik.de
