如果我们可以指挥细菌，它们就不会那么糟糕了。“别再扩散了！别再聚集了！别再抵抗我们的抗生素了！”一种新的方法正开始让科学家们能够做到这一点，让他们能够利用光来控制细菌的某些功能。
该初步方法发表在《欧洲物理杂志 Plus》的一篇论文中，可能具有多种潜在应用，包括可能对抗生素耐药性的一种途径。
抗生素耐药性问题
细菌是各种疾病的根源，从链球菌到葡萄球菌，再到肺炎和脑膜炎，它们也以各种方式攻击我们的身体，包括通过产生损害和干扰我们细胞的毒素。其中一些感染会自行停止，但另一些感染则过于顽固或过于严重，无法不经治疗。这些是我们用抗生素治疗的感染——只要我们的抗生素还在起作用。
但是，由于细菌不断变化，它们可以产生针对我们用于抵御它们的抗生素的防御机制，从而使这些治疗效果大打折扣。这就是日益增长的抗生素耐药性所带来的威胁的实质，自 1990 年以来，抗生素耐药性已导致数百万人死亡，并预计到 2050 年还将导致数百万人死亡。
为了找到解决这一日益严重的问题的新方法，意大利理工学院和米兰理工大学的科学家们启动了“工程细菌可见光”（EOS）项目。该项目旨在利用光来控制细菌，主要用于对抗生素耐药性的斗争。而这种新方法使该项目离实现这一目标更近了一步。
该方法利用光和光敏分子来调节跨细菌膜传输的电信号，从而影响细菌的生物活性，而无需改变其基因构成。
“光与电[信号]之间的这种相互作用使我们能够控制关键的生物过程，如运动、生物膜形成和抗生素敏感性，”研究作者、米兰理工大学教授 Giuseppe Maria Paternò 在一份新闻稿中说。“我们可以影响抗生素的摄取，并恢复甚至增强针对耐药菌株的治疗效果。”
涂覆细菌以遏制抗生素耐药性
为了控制细菌，该方法利用了一种名为 Ziapin2 的光敏分子，它会附着在细菌表面。通过用这种光敏分子覆盖细菌，并通过将覆盖的细菌暴露在光下，科学家们能够改变跨细菌膜传输的电信号，从而改变细菌的基本功能。
在对最受研究的细菌之一——枯草芽孢杆菌进行测试时，科学家们改变了枯草芽孢杆菌的膜电信号。枯草芽孢杆菌是一种常用的模式生物，经常被用作引起葡萄球菌感染的细菌——金黄色葡萄球菌的替代品。
在测试中，该方法调节了细菌对卡那霉素的敏感性。卡那霉素是一种细胞内抗生素，在其他治疗失败后，常用于治疗严重的细菌感染。
“在蓝光下，”Paternò 在新闻稿中说，“卡那霉素的有效性大大降低，”这表明细菌膜上的电信号“在药物摄取中起着至关重要的作用。”
需要进行额外的研究来调整该方法，以提高卡那霉素和其他抗生素对细菌的有效性。但目前，似乎这样的结果是可能的。
“这项初步评估……代表了一个全新研究领域的第一步，”科学家们在他们的论文中写道。“这个概念验证研究强调了非基因、基于光的干预实时调节细菌敏感性的潜力。未来的工作将扩展这种方法……最终增进我们对细菌生物电调控及其在抗微生物治疗中的应用的理解。”
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《欧洲物理杂志 Plus》。 光控枯草芽孢杆菌膜电位调节抗生素持久性
