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“陷阱和zap"系统清除残留的超级细菌抗性基因

“陷阱和zap"系统清除残留的超级细菌抗性基因

耐抗生素细菌(或超级细菌)本身就是一个大问题,但即使它们被消灭了,它们也会留下抗药性基因,供其他细菌以后使用。现在,莱斯大学的研究人员已经开发出了新的纳米薄片,可以在污水处理厂中“诱杀”这些松散的基因。

细菌不仅在进行细胞分裂时将重要的基因传递下去,而且它们还有另一种巧妙的方法来帮助它们快速进化。他们实际上可以通过水平基因转移的过程,将基因与周围的其他细菌混合并配对。这使得诸如耐药性之类的能力在人群中传播的速度要快得多。

这也使得完全根除这些能力变得更加困难。即使一群超级细菌被清除,它们也会留下含有抗药性基因(ARGs)的质粒,这些质粒会被该地区未来的细菌种群所吸收。

主要关注的地方之一是污水处理厂,通常的清洁方法只能杀死细菌而不能杀死目标物。研究人员目前的研究集中在中国天津的一种这样的植物上,在那里发现了一种被称为NDM1的特殊基因正在传播。

“不幸的是,一些超级细菌会抵抗氯化反应,而死亡的耐药细菌会释放细胞外的ARGs,这些ARGs在接收环境中被粘土稳定下来,然后转化为本地细菌,成为耐药的宿主,”该研究的首席研究员佩德罗·阿尔瓦雷斯(Pedro Alvarez)说。“这强调了技术创新的必要性,以防止细胞外抗体的排放。”

作为回应,莱斯大学的研究人员开发了一种技术来清除废水中潜在的有害环境DNA (eDNA)。诀窍在于使用石墨化氮化碳纳米片,这种纳米片上的分子印迹只用于捕获eDNA。一旦这些基因被卡在纳米薄片上的小孔中,它们就会被紫外线摧毁。

为了使孔的形状正确,研究小组首先在纳米薄片的边缘涂上甲基丙烯酸,然后嵌入鸟嘌呤——DNA的四个主要碱基之一。接下来,研究小组用盐酸清洗鸟嘌呤,在纳米薄片上留下一个完美的鸟嘌呤分子形状的孔。

这是等式的“陷阱”部分,因为这个特定的形状将捕获埃德娜。“zap”以紫外线的形式出现。在测试中,研究小组说,这个过程在摧毁碳氮化合物方面的效率是没有分子印迹的碳氮纳米片的37倍。

研究人员表示,这项技术仍有改进的空间,但这项概念验证研究表明,它可以清除废水中残留的抗性基因。

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