바나나 과일은 녹색, 노란색 또는 검은 색입니다. 놀랍게도, 바나나는 검은 빛 아래에서 관찰 될 때 파란색을 비 춥니 다. 푸른 빛이 주로 형광 엽록소 이화물 (FCC)에 의해 발생했다고 가정했다.
.과학은 단순히 현미경을 통해 더 자세하게 살펴보면 진행되었습니다. 우리의 최근 연구에서“바나나 과일의 형광 광원 빛은 대칭 플라 스티 디 아파트 이화 작용에 의한 것이 아니라 올해 Plant Science 에 발표 된 불용성 페놀에서 발생합니다. (Vol 275 P75-83) , 우리는 형광 광선 빛이 주로 셀 내부에서 생성 된 FCC에 의해 야기되었다는 해석과 모순됩니다. 상설 증거는 흥미로운 현상에 새로운 빛을 비추기 위해 비판적으로 재고되었습니다.
바나나가 정확히 색상이나 빛을 얻거나 잃는 이유는 무엇입니까? 주어진 분자의 존재 또는 부재는 이러한 변화하는 색상의 원인입니까? 다른 조명에서 바나나가 녹색, 노란색, 빨간색, 파란색 또는 검은 색으로 보이는 바나나의 원인은 어느 세포 구획과 분자입니까? 내 친구 인 대답은 바람에 빛나고 있습니다.
작업의 중요성
바나나 과일이 자외선 아래에서 파란색으로 빛나는 사실은 과학적 설명이 필요한 흥미로운 주제입니다. 10 년 전, 오스트리아의 Bernhard Kräutler 교수, Thomas Müller, Clemens Vergeiner 및 Simone Moser 교수의 일부 기사는 엽록소 분해 및 식물 형광에 관한이 흥미로운 주제를 소개했습니다. 우리는 질문을 제기하고 PNA 및 Angew Chem.
와 같은 고급 저널에 게시 된 보고서와 함께 해석의 인식 문제를 지적했습니다.이 작업은 식물 실험실 Plantecc의 Cinvestav Irapuato의 멕시코 연구소 (Cinvestav Irapuato)에서 수행되었으며, 이는 식물 현상 (식물 표현형의 글로벌 특성)에 중점을 둡니다. 최첨단 기기 사용 (예 :세포 화 5 Biotek의 Cytation 5에서, 우리는 옥수수, 감자, 토마토 및 바나나와 같은 여러 작물 종에서 식물 대사 산물의 세포 내 분포를 묘사하는 상세한 현미경 분석의 기술 서비스를 제공합니다.
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바나나 컬러 수수께끼 소개
바나나의 숙성 단계는 색상과 갈색 반점의 발달에 따라 구별 될 수 있습니다. 껍질이 노란색을 얻으면서 바나나 과일을 숙성시킬 때 녹색 엽록소가 시각적으로 사라집니다. 푸른 빛이 주로 형광 엽록소 이화물 (FCC)에 의해 발생했다고 가정했다. FCC에 대한 이러한 해석은 2008 년과 2011 년 사이에 여러 신문에 제시되었으며 결과적으로 대중이 받아 들여졌습니다. 2011 년 학교 교사는 제목에서 영감을 얻은 집에서 실험을 수행했습니다. 사과는 빨간색이고 바나나는 파란색입니다. Blue Glowing Bananas는 Livescience, Ediblesciencefaire, Nationalgeographic, Phys.org, Arstechnica, Prospect, Newscientist 및 Telegraph.co.uk.
관찰 중 지속적인 질문
교사들은 색상의 수수께끼로 학생들에게 깊은 인상을 줄 수 있지만 과학자로서 우리는 형광 현미경 하에서 고해상도로 식물 세포의 내부 구획을 검사해야한다고 생각합니다. 자가 형광은 식물과 세포에서 대사 산물의 시각화를 허용합니다. 형광 이미징 기술은 바나나 과일뿐만 아니라 잎 현상과 같은 식물 연구의 많은 영역에도 적용될 수 있습니다. 예를 들어, Arabidopsis Trichomes는 엽록소 이화물 (FCC)을 포함하지 않지만 아래 그림에서 볼 수 있듯이 여러 알칼로이드 및 페놀 화합물로 인해 푸른 색으로 빛납니다.
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우리는 식물 생합성 경로와 이들의 조절이 효소와 대사 산물의 세포질 구획화에 크게 의존하기 때문에 대사 산물의 세포체 분포를 이해하고 싶다 (Farre et al., 2001; Tiessen et al., 2002). 또한, 신호 전달은 세포 내 위치, 플럭스 및 막 수송 체에 의해 영향을 받는다 (Tiessen et al., 2012; Tiessen and Padilla-Chacon, 2013). 예를 들어, 시토 졸 또는 플라 스티드 내부의 자당, 3pga, Pi 및 트레할로스 -6-P의 농도는 감자 괴경에서 전분 합성을 조절한다 (Kolbe et al., 2005). 옥수수와 보리 곡물에서, 시토 졸에서 plastid로의 ADP- 글루코스의 세포 내 수송은 전분 함량을 결정한다 (Tiessen et al., 2012). FCC가 바나나의 푸른 빛의 주요 원인이라면, 푸른 형광의 세포 내 기원은 가용성 FCC 분자의 세포체 축적과 일치해야합니다.
우리가 더 자세하게 보거나 호기심 많은 학생들이 사소한 질문을 할 때 과학은 발전합니다. 교사는 잘 익은 바나나 사이의 눈에 띄는 차이가 부족하여 첫 실험에 좌절감을 느꼈으 며 슈퍼마켓에서 이용할 수있는 것보다 훨씬 녹색이었던 과일을 찾아야했습니다 (Tepolt, 2011). Moser et al 의 실험을 복제하려고 할 때 (2009), 우리는 시토 졸, 액포 또는 plastid 내부에서 푸른 형광을 볼 수 없었습니다. 우리는 이유가 궁금했습니다. 우리는 세포벽에서 푸른 형광 만 발견했습니다. 하나의 관찰은 다른 질문 등으로 이어집니다. 엽록소 분해 및 FCCS 생산은 세포 내부에서 발생하지 않았습니까? Stomata는 먼저 자체 엽록소를 분해 한 후 파란색으로 빛나는 주변 세포에 형광 FCC가 축적 되었습니까? 왜 Moser et al 괴사 반점의 한가운데에서 기둥을 감지합니까? 바나나와 관련된 간단한 질문은 확립 된 과학 지식을 능가하면 더 어려워졌습니다. 바나나의 강한 푸른 형광은 실제로 노란색 단계에서만 FCC의 일시적인 외관으로 인한 것이 었습니까?
자신의 결론에 도달하기 위해 자세한 관찰을해야 할 필요성
멕시코 바나나로 실험을 할 때 노란색 바나나뿐만 아니라 녹색과 갈색 바나나도 빛났다는 것을 알았습니다. 모든 바나나는 파란색으로 빛나고 다소 빛납니다. 푸른 빛 (~ 450 nm)에 노출 될 때 붉은 색 (~ 685 nm)의 미숙 한 바나나 형광, UV 광 (~ 370 nm)에 노출 될 때 잘 익은 바나나는 파란색으로 불소화됩니다.
나는 바나나 과일의 성숙 과정에서 푸른 형광 방출의 큰 증가가 실제로 관찰 될 수 있음을 확인했다. 다른 발달 단계에서 식물 샘플을 비교 하였다. 실제로, 엽록소 적색 형광은 청색 형광과 음의 상관 관계가 있었다. 이것은 구내 세포에서 가장 분명했습니다. 푸른 형광의 블랙홀은 아래 그림에서와 같이 붉은 엽록소의 존재로 인해 발생했습니다.
또한 온실에서 재배 한 바나나 식물의 잎을 검사했으며 아래와 같이 비슷한 그림을 얻었습니다. 노란색 인 바나나 조직은 녹색 조직보다 더 강한 푸른 형광을 나타냅니다. 다시 말하지만, 나의 결과는 이전에 출판 된 사진과 일치했다 (Vergeiner et al., 2013). 푸른 형광의 강도는 엽록소 함량과 음의 상관 관계가 있었지만 고등학교에서 배우면서 상관 관계가 항상 직접적인 인과 관계 증명은 아닙니다.
바나나의 내부 펄프도 파란색으로 빛나지 않았지만 녹색 엽록소 나 FCC와 같은 이화물을 포함하지 않았습니다. 바나나 펄프의 푸른 형광은 열대 우림에서 식용 음식을 찾는 박쥐와 다른 동물을 끌어들일 수 있습니다. 바나나 외에도 내 손톱은 아래 그림에서 볼 수 있듯이 푸른 색으로 빛났다. 그러나 손톱은 포유 동물 영양의 가장 좋은 공급원이 아니며?
왜 형광 청색 후광이 일부 바나나에만 나타나는가?
Moser et al 의 보고서와는 달리 (2009), 나는 노화 바나나 과일의 갈색 반점 주위의 푸른 후광을 감지 할 수 없었습니다. 이 관찰은 푸른 후광이 바나나 숙성 및 엽록소 분해의 본질적인 특징이 아님을 시사합니다. 바나나의 청색 형광은 주로 FCC에 의해 발생하지 않습니다. 아마도 Halos는 NADPH 수준의 증가와 산화 환원 대사 (과민 반응)로 인해 주어진 시점에서 일시적으로 만 나타날 수 있습니다.
아마도 멕시코 과일은 살균제 치료로 인해 감염이 줄어 듭니다. 아마도 오스트리아에서 테스트 된 과일은 멕시코와 다르게 자라거나 접종했습니다. FCC가 Moser et al. (2009)는 의심스럽고 추가 조사가 필요합니다. Bob Dylan의 노래는 가사 가이 주장에 맞게 약간 조정되면 학생들에게 영감을 줄 수 있습니다.“ 남자는 몇 번이나 머리를 돌릴 수 있습니까? 내 친구 인 대답은 바람에 빛나고 있습니다… ”
이러한 결과는“바나나 과일의 형광 광원 빛은 대칭 플라 스티 디 알리 리아 이화 작용에 의한 것이 아니라 세포벽에 에스로 싱 된 불용성 페놀에서 발생한다”라는 기사에 설명되어있다. (Vol 275 P75-83) . 이 작업은 Cinvestav Irapuato의 Axel Tiessen 박사에 의해 국립 실험실 Plantecc의 공장 현상에 중점을 둡니다.
