“分子鑽頭”可兩分鐘內通過打孔殺菌

科技日報北京6月6日電 （記者張夢然）據最新一期《科學進展》報道，美國萊斯大學開發出由可見光而非紫外線（UV）激活的納米級“鑽頭”。通過對真實感染的測試，證明這些分子機器能有效殺死細菌。

萊斯大學化學家詹姆斯·圖爾團隊成功測試了6種分子機器，它們都在短短兩分鐘內就在革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌的細胞膜上打了孔。對於那些對機械入侵沒有天然防禦能力的細菌，是無法抵抗這種“鑽頭”的。這為擊敗隨時間推移對標準抗菌治療產生耐藥性的細菌提供了一種新策略。

新分子機器從405納米的藍色光中獲取能量，以每秒2百萬—3百萬次的速度旋轉分子的轉子。圖爾指出，該波長的光本身具有温和的抗菌特性，而分子機器的加入會使其抗菌性增強。像燒傷患者和壞疽患者等細菌感染者或將成為早期受益目標。

這些分子機器是基於諾貝爾獎獲得者伯納德·費林加的研究成果進一步開發而來，費林加於1999年開發了第一個帶有轉子的分子，並使轉子可靠地沿一個方向旋轉。

圖爾團隊在燒傷感染模型上對新分子機器的首次測試證實，它們能夠快速殺死細菌，包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌。團隊通過添加氮基團實現了可見光激活。研究人員還發現，這些機器有效地分解了生物膜和持久細胞，持久細胞可進入休眠狀態以避開抗菌藥物。

新分子機器還挽回了被認為“無效”的抗菌藥物的名譽。研究人員稱，鑽穿微生物的膜，可讓原本無效的藥物進入細胞，從而克服細菌對抗生素的耐藥性。

研究人員目前正致力於更好地靶向細菌，通過將細菌特異性肽標籤連接到分子鑽頭，以將它們引導至目標病原體，從而最大限度地減少對哺乳動物細胞的損害。