研究人员改造了一种常见的细菌，使其能够产生用于食品、服装、化妆品等全 спектра 的染料。这项概念验证研究还首次详细描述了绿色和海军蓝两种颜色的自然生产过程。
一些染料可以从植物中自然生产。例如，靛蓝是从靛蓝属植物的叶子中提取的。但这项任务劳动强度大，结果多变。合成替代品可能涉及有毒的前体和副产品，有时会作为污染物释放出来。韩国科学技术院化学与生物分子工程学教授李相烨（Sang Yup Lee）表示，消费者愿意为天然着色剂支付更多费用。因此，他和他的同事着手改造大肠杆菌以生产七种天然色调。
研究人员不仅必须通过添加特定基因来调整微生物以产生染料，还必须帮助细菌将颜色排出到外界。由于所涉及的染料是疏水的（憎水的），它们通常无法穿过细菌细胞膜；它们会积聚在细胞内部并最终杀死细胞。长期以来，寻求生产用于化学品的自持“细胞工厂”的合成生物学研究人员一直受制于这个问题。
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李和他的团队对大肠杆菌进行了基因改造，首先使其生长出更长的细胞，然后将一些额外的膜表面积转化为囊泡，这些囊泡可以包围和排出积累的化学物质。他们没有完全切除相关的基因（在某些情况下可能会杀死细菌），而是引入了小的 RNA 序列，这些序列“沉默”了这些不需要但必要的基因。他们还插入了一个人类基因，使细菌在其膜上形成微小的囊袋，以获得更大的表面积。完整的过程在Advanced Science中进行了描述。
李说，他的大肠杆菌生产方法没有毒性，今天就可以应用于工业界——但“某些颜色会更昂贵，因为[浓度]仍然很低，难以生产。”
杜克大学生物化学家梅塔·库恩（Meta Kuehn，未参与该项研究）表示，这项新技术最终可能有助于改造微生物以生产疏水性抗生素。她说，这种能力“对于寻找生产一些真正难以合成的抗生素的良好来源来说，将是巨大的进步”。
李从事代谢工程研究已有 26 年，并将这些彩虹食品和服装染料描述为他最新涉足工业化学品生产的尝试——其中还包括制造化妆品和药品中涉及的化合物。他笑着补充说，他的同事们之间流传着一个玩笑，他的目标是生产化学家们常用的 Sigma-Aldrich 目录中的每一种化合物。