Химики разработали новый подход к борьбе с устойчивыми к антибиотикам бактериями. Вместо того чтобы только уничтожать микроорганизмы, они научились атаковать их генетический материал.
После гибели бактерии в воде остаются фрагменты её ДНК. Другие микроорганизмы могут захватывать эти чужие гены, получая новые свойства, включая устойчивость к антибиотикам. Этот процесс называют горизонтальным переносом генов. Пока генетический материал в воде, риск распространения резистентности сохраняется.
Исследователи создали светочувствительные кристаллы диоксида титана. На их поверхности специально оставляют кислородные вакансии — места без атомов кислорода. При освещении эти дефекты становятся активными участками, где растворённый в воде кислород легче вступает в химические реакции.
Кристаллы преобразуют обычный кислород в синглетное состояние. По составу это остаётся O₂, но структура электронов меняется, и молекула становится намного более реакционноспособной. Синглетный кислород забирает электроны у других молекул, запуская их окисление.
Для ДНК это особенно опасно. Активный кислород атакует составные части генетического материала и разрушает их структуру. При достаточном уровне повреждения последовательность перестаёт работать как генетическая инструкция.
В лабораторных тестах кристаллы полностью разрушали соединения, связанные с ДНК. Однако пока не известно, насколько эффективно технология будет работать в реальной сточной или питьевой воде с её сложным составом солей, органических веществ и микроорганизмов.
Метод имеет практическое преимущество: для реакции не нужно постоянно добавлять в воду отдельные химические окислители. Катализатор использует кислород, уже растворённый в воде, а свет просто запускает его переход в активное состояние. Это потенциально снизит количество дополнительных реагентов по сравнению с другими методами очистки воды.
До практического применения на водоочистных сооружениях нужно проверить материал в реальных условиях, определить, как долго кристаллы сохраняют активность, и оценить воздействие на окружающую среду и здоровье человека. Работа демонстрирует новый химический механизм: вместо только борьбы с живыми бактериями очистку можно направить на генетический материал, остающийся после их гибели и поддерживающий распространение антибиотикорезистентности.
