ACS Photonics: Ученые нашли, как ультрафиолетовый свет разрушает коронавирус

Новое исследование показало, как свет может быть использован для уничтожения инфекционных частиц коронавируса, загрязняющих поверхности. Ученых интересует, как можно тщательно дезинфицировать помещения, например, операционные, от таких вирусов, как SARS-CoV-2, вызвавших пандемию COVID-19.

Вирусные частицы SARS-CoV-2 состоят из сердцевины с цепочками нуклеиновых кислот, которые содержат генетическую информацию вируса, окруженной липидной мембраной с торчащими из нее белковыми шипами. Каждый компонент необходим для заражения.

Исследователи из Саутгемптонского университета изучили, как ультрафиолетовый лазерный свет разрушает вирус, воздействуя на каждый из этих важнейших компонентов. Используя специализированный ультрафиолетовый лазер с двумя различными длинами волн, ученые смогли определить, как каждый компонент вируса разрушается под воздействием яркого света. Они обнаружили, что геномный материал очень чувствителен к деградации, а белковые шипы потеряли способность связываться с клетками человека.

Ультрафиолетовое излучение включает в себя УФ-лучи (UVA), УФ-лучи (UVB) и УФ-лучи (UVC). Очень мало света UVC с частотой ниже 280 нм достигает поверхности Земли от солнца. Именно этот менее изученный ультрафиолетовый свет команда из Саутгемптона использовала в своем исследовании благодаря его дезинфицирующим свойствам. Свет UVC сильно поглощается различными вирусными компонентами, включая генетический материал (~260 нм) и белковые шипы (~230 нм), что позволило команде выбрать для проекта лазерные частоты 266 нм и 227 нм.

Ученые Саутгемптонского университета под руководством профессора Сумита Махаджана тесно сотрудничали с учеными из компании-производителя лазеров под названием M Squared Lasers, и результаты исследования, проведенного в соавторстве, были опубликованы в журнале Американского химического общества под названием ACS Photonics. Команда обнаружила, что 266-нм свет вызывает повреждение РНК при низких мощностях, затрагивая генетическую информацию вируса. 266 нм свет также повреждает структуру белка SARS-CoV-2 spike, снижая его способность связываться с клетками человека за счет разрушения дисульфидных связей и ароматических аминокислот.

Свет 227 нм был менее эффективен для повреждения РНК, но более эффективен для повреждения белков за счет окисления (химическая реакция с участием кислорода), которое разворачивает структуру белка.

Важно отметить, что SARS-CoV-2 имеет один из самых больших геномов среди РНК-вирусов. Это делает его особенно чувствительным к геномным повреждениям.

Профессор Махаджан сказал:

Световая дезактивация вирусов, переносимых воздушно-капельным путем, — это универсальный инструмент для дезинфекции общественных мест и чувствительного оборудования, которое в противном случае трудно обеззаразить обычными методами. Теперь мы понимаем различную чувствительность молекулярных компонентов вирусов к деактивации светом, что открывает возможность создания тонко настроенной технологии дезинфекции.

Деактивация с помощью света привлекает большое внимание благодаря широкому спектру применений, для которых обычные методы деактивации с помощью жидкостей не подходят. Теперь механизм деактивации стал более понятным, что является важным шагом на пути к внедрению технологии.

Иллюстрация: University of Southampton

10.01.2024