“分子钻头”可两分钟内通过打孔杀菌

科技日报记者 张梦然

据最新一期《科学进展》报道，美国莱斯大学开发出由可见光而非紫外线（UV）激活的纳米级“钻头”。通过对真实感染的测试，证明这些分子机器能有效杀死细菌。

示意图显示了莱斯大学开发的两种光激活分子机器的变体，它们可钻入并破坏耐抗生素细菌，可用于对抗传染性皮肤病。图片来源：图尔研究团队/莱斯大学

莱斯大学化学家詹姆斯·图尔团队成功测试了6种分子机器，它们都在短短两分钟内就在革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的细胞膜上打了孔。对于那些对机械入侵没有天然防御能力的细菌，是无法抵抗这种“钻头”的。这为击败随时间推移对标准抗菌治疗产生耐药性的细菌提供了一种新策略。

新分子机器从405纳米的蓝色光中获取能量，以每秒2百万—3百万次的速度旋转分子的转子。图尔指出，该波长的光本身具有温和的抗菌特性，而分子机器的加入会使其抗菌性增强。像烧伤患者和坏疽患者等细菌感染者或将成为早期受益目标。

这些分子机器是基于诺贝尔奖获得者伯纳德·费林加的研究成果进一步开发而来，费林加于1999年开发了第一个带有转子的分子，并使转子可靠地沿一个方向旋转。

图尔团队在烧伤感染模型上对新分子机器的首次测试证实，它们能够快速杀死细菌，包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。团队通过添加氮基团实现了可见光激活。研究人员还发现，这些机器有效地分解了生物膜和持久细胞，持久细胞可进入休眠状态以避开抗菌药物。

新分子机器还挽回了被认为“无效”的抗菌药物的名誉。研究人员称，钻穿微生物的膜，可让原本无效的药物进入细胞，从而克服细菌对抗生素的耐药性。

研究人员目前正致力于更好地靶向细菌，通过将细菌特异性肽标签连接到分子钻头，以将它们引导至目标病原体，从而最大限度地减少对哺乳动物细胞的损害。

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