研究人員改造了一種常見的細菌，使其能夠產生用於食品、服裝、化妝品等全 спектра 的染料。這項概念驗證研究還首次詳細描述了綠色和海軍藍兩種顏色的自然生產過程。
一些染料可以從植物中自然生產。例如，靛藍是從靛藍屬植物的葉子中提取的。但這項任務勞動強度大，結果多變。合成替代品可能涉及有毒的前體和副產品，有時會作為汙染物釋放出來。韓國科學技術院化學與生物分子工程學教授李相燁（Sang Yup Lee）表示，消費者願意為天然著色劑支付更多費用。因此，他和他的同事著手改造大腸桿菌以生產七種天然色調。
研究人員不僅必須透過新增特定基因來調整微生物以產生染料，還必須幫助細菌將顏色排出到外界。由於所涉及的染料是疏水的（憎水的），它們通常無法穿過細菌細胞膜；它們會積聚在細胞內部並最終殺死細胞。長期以來，尋求生產用於化學品的自持“細胞工廠”的合成生物學研究人員一直受制於這個問題。
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李和他的團隊對大腸桿菌進行了基因改造，首先使其生長出更長的細胞，然後將一些額外的膜表面積轉化為囊泡，這些囊泡可以包圍和排出積累的化學物質。他們沒有完全切除相關的基因（在某些情況下可能會殺死細菌），而是引入了小的 RNA 序列，這些序列“沉默”了這些不需要但必要的基因。他們還插入了一個人類基因，使細菌在其膜上形成微小的囊袋，以獲得更大的表面積。完整的過程在Advanced Science中進行了描述。
李說，他的大腸桿菌生產方法沒有毒性，今天就可以應用於工業界——但“某些顏色會更昂貴，因為[濃度]仍然很低，難以生產。”
杜克大學生物化學家梅塔·庫恩（Meta Kuehn，未參與該項研究）表示，這項新技術最終可能有助於改造微生物以生產疏水性抗生素。她說，這種能力“對於尋找生產一些真正難以合成的抗生素的良好來源來說，將是巨大的進步”。
李從事代謝工程研究已有 26 年，並將這些彩虹食品和服裝染料描述為他最新涉足工業化學品生產的嘗試——其中還包括製造化妝品和藥品中涉及的化合物。他笑著補充說，他的同事們之間流傳著一個玩笑，他的目標是生產化學家們常用的 Sigma-Aldrich 目錄中的每一種化合物。