Gli scienziati hanno per la prima volta "non miscelato" il pigmento nero che colora la nostra pelle e conferisce alle banane le loro macchie.

I ricercatori della Ohio State University hanno svolto il lavoro con l'eumelanina, una forma di melanina che produce colori marroni o neri.

La melanina è importante per il corpo umano:agisce come una protezione solare naturale, proteggendo il DNA dai danni causati dai raggi ultravioletti del sole. Distrugge anche i radicali liberi nel corpo e impedisce agli ioni metallici di danneggiare gli organi.

Ma pur sapendo tutto questo, gli scienziati non conoscono una delle cose più basilari sulla melanina, ha detto Berna Kohler, autore senior dello studio, pubblicato oggi sulla rivista Scienze chimiche .

"La domanda più fondamentale che si può porre su un pigmento è cosa gli dà il suo colore, " ha detto Kohler, Eminent Scholar dell'Ohio e professore di chimica presso l'Ohio State.

"E non abbiamo una risposta per questo. Quindi essenzialmente abbiamo non mescolato il colore nero per rivelare i colori sottostanti".

Kohler ha affermato che la comprensione della struttura della melanina è fondamentale per i progressi scientifici in medicina e scienza dei materiali.

"Uno dei grandi enigmi sulla melanina - e sorprende sempre gli scienziati che non sono esperti di melanina - è che non abbiamo una struttura per la melanina. Pensa alla doppia elica del DNA:dovevamo conoscere la struttura di quella doppia elica prima che potessimo capire cosa stava succedendo con il DNA. Conoscere la struttura è spesso il modo in cui facciamo progressi nella scienza, " Egli ha detto.

"L'eumelanina è questo pigmento marrone-nero che è in tutta la nostra pelle e nei nostri capelli, ed è davvero interessante per uno spettroscopista—ed è quello che sono—perché assorbe tutte le componenti spettrali della luce. Ciò lo rende attraente per l'energia solare e altre applicazioni in cui è importante catturare tutta l'energia alla luce del sole".

Considera un bambino che gioca con i colori e impara a conoscere i colori, disse Kohler. Combinano il giallo e il blu e diventano verdi. Combinano il rosso e il giallo e ottengono l'arancione. Ma combina tutti i colori, e il risultato sarà un profondo, nero fangoso.

"Questa è melanina, " ha detto. "E volevamo sapere cosa ci voleva per farlo, quali piccole molecole di colore ci sono dentro. "

La squadra di Kohler, che includeva il ricercatore post-dottorato dello Stato dell'Ohio Christopher Grieco e lo studente laureato Forrest R. Kohl, ha lavorato su una risposta a questa domanda. Rispondendo, Egli ha detto, potrebbe aprire la porta a scoperte future che potrebbero aiutare a creare filtri solari migliori.

Per fare un passo in quella direzione scientifica, i ricercatori hanno creato l'eumelanina in laboratorio. Quindi hanno usato impulsi di luce estremamente brevi di durata inferiore a un milionesimo di milionesimo di secondo per cercare pigmenti diversi.

Alcuni materiali che assorbono la luce sono costruiti come cristalli, in modo simmetrico, ordine prevedibile. La melanina non è costruita in questo modo, disse Kohler. Anziché, è costituito da cromofori - parti di molecole che danno alle cose il loro colore - assemblati in modo apparentemente casuale, modo disordinato.

Per capire di più sulla struttura della melanina, Kohler e il suo team hanno esaminato quei cromofori, poi rimosso alcuni utilizzando brevi impulsi di luce per vedere cosa sarebbe successo al pigmento. Il colore del pigmento cambierebbe, Per esempio? Gli altri cromofori colmerebbero il vuoto?

"Pensa come la tua radio FM nella tua macchina, " Kohler ha detto. "È possibile sintonizzarlo su molte stazioni diverse perché ognuna trasmette su una gamma limitata dello spettro delle radiofrequenze. Invece di trasmettere onde radio, i cromofori della melanina assorbono onde luminose a frequenza più elevata, e volevamo determinare quanto dello spettro elettromagnetico è occupato da ciascuna "stazione cromofora".

"Quello che stavamo chiedendo era quante stazioni ci sono là fuori? All'interno dello spettro visibile ci sono molti cromofori che assorbono a frequenze diverse o solo alcuni che utilizzano la maggior parte della larghezza di banda possibile?"

Quello che hanno trovato, essenzialmente, è che la sintonizzazione di uno stretto impulso di luce attraverso lo spettro visibile potrebbe eliminare alcune di queste stazioni, alcuni cromofori, alla volta, lasciandosi dietro altri cromofori che assorbono colori diversi.

"Nei nostri esperimenti, quando ci siamo sbarazzati di una stazione, ci siamo imbattuti in nuove stazioni, " ha detto. "E quello che abbiamo visto è che questi diversi cromofori non stanno realmente parlando tra loro. Si comportano in modo indipendente l'uno dall'altro".