研究人员开发出一种纳米钻，可见光一照就可杀灭细菌
文章来源：贤集网发布日期：2022-06-02浏览次数：49 杀死感染性细菌的分子机器已被教导以新的眼光看待其使命。莱斯大学开发的新一代纳米级钻头由可见光激活，而不是像早期版本那样由紫外线激活。通过对真实感染的测试，这些药物也被证明能有效杀灭细菌。莱斯大学化学家詹姆斯·图尔及其团队成功测试了六种不同的分子机器。所有这些细菌在短短两分钟内就在革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌的膜上打孔。对于那些对机械入侵没有天然防御能力的细菌来说，抵抗力是徒劳的。这意味着它们不太可能产生耐药性，有可能提供一种策略来击败对标准抗菌治疗具有免疫力的细菌。图尔说：“我告诉学生们，当他们到了我这个年龄时，抗药性细菌会让新冠肺炎看起来像在公园散步。即使有抗生素也无法阻止每年1000万人死于细菌感染。但这确实阻止了他们。”这项由Tour和Rice校友安娜·桑托斯（AnaSantos）和刘东东（DongdongLiu）领导的突破性研究发表在《科学进步》杂志上。透射电子显微镜图像显示，在暴露于莱斯大学开发的光激活分子钻后，大肠杆菌处于不同的降解阶段。这些机器能够钻入抗抗生素细菌的细胞膜，在几分钟内将其杀死。来源：Matthew Meyer/莱斯大学由于长期暴露在紫外线下会对人体造成伤害，莱斯大学实验室多年来一直在提炼其分子。新版本从405纳米的蓝色光线中获取能量，以每秒200万到300万次的速度旋转分子的转子。Tour说，其他研究人员认为，该波长的光本身具有温和的抗菌特性，但分子机器的加入使其更加强大，他认为烧伤患者和坏疽患者等细菌感染将是早期目标。这些机器基于伯纳德·费林加（BernardFeringa）获得诺贝尔奖的工作，他于1999年开发了第一个带有转子的分子，并使转子在一个方向上可靠旋转。图尔和他的团队在2017年的《自然》杂志上介绍了他们的训练。赖斯实验室在烧伤伤口感染模型上对这些新分子进行测试，证实它们能够快速杀死细菌，包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，这是皮肤和软组织感染的常见原因，导致2019年超过10万人死亡。该团队通过添加氮基团实现了可见光活化。在分子的定子（静止）或转子部分，用不同的胺对分子进行了进一步修饰，以促进机器的质子化胺与带负电的细菌膜之间的联系。研究人员还发现，这些机器能有效地分解生物膜和持久性细胞，这些细胞处于休眠状态以避免使用抗菌药物。图尔说：“即使抗生素杀死了大多数菌落，也常常会有一些持久性细胞因为某种原因不会死亡。但这对训练来说并不重要。”与早期版本一样，新机器也有望恢复被认为无效的抗菌药物。钻穿微生物的膜可以让原本无效的药物进入细胞，克服细菌对抗生素的固有或获得性耐药性。该实验室正致力于更好地定位细菌，通过将细菌特异性肽标签与钻孔联系起来，将其指向感兴趣的病原体，从而大限度地减少对哺乳动物细胞的损害。但即使没有这一点，这种肽也可以应用于细菌浓度较高的部位，比如烧伤创面。 
