新型聚合物成功杀菌，为细菌抗药性问题提供新解！德克萨斯农工大学实现重大突破
近年来，抗生素抗性细菌的威胁日益严峻，给人类公共卫生领域带来了巨大的挑战，同时海洋、湿地生物以及食物链中的鱼类也未能幸免。
根据美国疾病控制和预防中心的数据，每年有超过280万例感染是由抗生素抗性细菌引起的。这一问题的严重性迫使科学家们不断寻找新的解决方案。“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到德克萨斯农工大学（Texas A&M University，中文简称：德州农工）官网的一项发布：最近，一项由该校领导的最新研究实现了重大突破，他们成功研发出一种新型聚合物，具有杀菌功效，而且不会引起抗生素抗性的问题。
这一创新性研究的主要人物是德克萨斯农工大学化学系的米舍尔德尔博士及其研究团队。他们的新型聚合物通过破坏微生物的细胞膜来杀灭细菌，为解决抗生素抗性问题提供了新的思路。米舍尔德尔博士指出，这种新型聚合物的独特之处在于，其抗菌分子的作用机制使得细菌不易产生抗性。
这项研究的关键在于科学家们巧妙地设计了一种带正电荷的分子，并使用一种名为AquaMet的特殊催化剂，将这种分子缝合多次，形成具有相同电荷基元的大分子。这种催化剂的独特性在于，它需要能够容忍高浓度电荷，并且必须具有水溶性，这在这类过程中是相当不寻常的。这一创新使得他们成功合成了这种新型聚合物。
为了验证这种新型聚合物的效果，米舍尔德尔实验室与马萨诸塞大学阿默斯特分校的Jessica Schiffman博士团队合作，将新型聚合物测试在两种主要的抗生素耐药性细菌——大肠杆菌和金黄色葡萄球菌（MRSA）上。与此同时，研究人员还对这些聚合物的毒性进行了测试，以确保其对人类细胞的选择性。
传统上，抗菌聚合物常常存在一个难题，就是在靶向细胞膜时缺乏对细菌和人类细胞的选择性。米舍尔德尔博士解释说，这一次他们的关键在于“在有效抑制细菌生长的同时，在多种细胞中杀灭的平衡。”这种对选择性的注重，使得这种新型聚合物在实验中展现出了很好的前景。
整个研究过程跨足有机化学和聚合物科学的交叉领域，展现了科学创新的多学科性质。米舍尔德尔博士特别感谢德州农工校园内外的研究人员的慷慨支持，他表示：“这个项目数年来一直在酝酿，没有学校和其他几个团队的帮助，再加上我们在马萨诸塞州的合作者，这是不可能完成的。”
这一新型聚合物的成功合成，标志着抗生素抗性领域的一次重大突破。米舍尔德尔团队的下一步计划是进一步提高这种新型聚合物对细菌的活性，特别是在细菌细胞与人类细胞之间的选择性。他们计划合成各种类似物，并在体内进行更深入的实验，以验证这一新型聚合物的实际应用前景。
摄影©绿会融媒·海洋与湿地
Q1: 这种新型聚合物在抗生素抗性问题上的表现是否比目前已有的解决方案更为显著？有关这些聚合物抗击超级细菌（如大肠杆菌和金黄色葡萄球菌）的实验数据和效果对比如何？
Q2：AquaMet催化剂在聚合物合成中的特殊作用是怎样的？其特殊性质如何有助于处理高浓度电荷，并在水溶液中发挥关键作用？
Q3：对人类红细胞的毒性测试结果是否表明，这些聚合物具有足够的选择性，以在抑制细菌生长的同时最小化对正常人体细胞的损害？这种选择性的实现是否涉及到聚合物与不同细胞类型相互作用的深入了解？
海洋与湿地
OceanWetlands
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编译 | Wendy
编辑 | Richard
【本文参考资料】
Sarah N. Hancock, Nattawut Yuntawattana, Emily Diep, Arunava Maity, An Tran, Jessica D. Schiffman, Quentin Michaudel. Ring-opening metathesis polymerization of N -methylpyridinium-fused norbornenes to access antibacterial main-chain cationic polymers. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023; 120 (51) DOI: 10.1073/pnas.2311396120
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