ノーベル賞受賞材料で細菌を破壊する新しい抗菌技術を開発(Nobel Prize-awarded material that puncture and kill bacteria)

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2025-11-27 チャルマース工科大学

スウェーデンのチャルマース工科大学(Chalmers University of Technology)は、2025年ノーベル化学賞が「細菌を物理的に破壊して殺す新型抗菌材料」の開発に授与されたことを発表した。この材料は、昆虫の翅(トンボ・ゴキブリなど)に存在する微細ナノ構造に着想を得たもので、表面上に密集したナノスパイク(突起)が細菌細胞膜を直接“突き破る”ことで殺菌する。抗生物質を使用しないため耐性菌の出現を招きにくく、従来の化学的殺菌とは異なる画期的な物理的メカニズムとして評価された。チャルマースは約10年前からこの研究を推進し、医療用インプラント、創傷治療素材、食品加工設備、抗菌コーティングなど幅広い応用が期待されている。研究者らは、この技術が抗菌戦略の新たなパラダイムを築き、抗生物質の危機に対する重要な武器になると強調している。

<関連情報>

金属-有機構造体のエピタキシャル成長によるメカノ殺菌表面の実現 Mechano-Bactericidal Surfaces Achieved by Epitaxial Growth of Metal–Organic Frameworks

Zhejian Cao, Santosh Pandit, Francoise M. Amombo Noa, Jian Zhang, Wengeng Gao, Shadi Rahimi, Lars Öhrström, Ivan Mijakovic
Advanced Science  Published: 30 August 2025
DOI:https://doi.org/10.1002/advs.202505976

ノーベル賞受賞材料で細菌を破壊する新しい抗菌技術を開発(Nobel Prize-awarded material that puncture and kill bacteria)

Abstract

Mechano-bactericidal (MB) surfaces have been proposed as an emerging strategy for preventing biofilm formation. Unlike antibiotics and metal ions that chemically interfere with cellular processes, MB nanostructures cause physical damage to the bacteria. The antibacterial performance of artificial MB surfaces relies on rational control of surface features, which is difficult to achieve for large surfaces in real-life applications. Herein, a facile and scalable method is reported for fabricating MB surfaces based on metal–organic frameworks (MOFs) using epitaxial MOF-on-MOF hybrids as building blocks with nanopillars of less than 5 nm tip diameter, 200 nm base diameter, and 300 nm length. Two methods of MOF surface assembly, in situ growth and ex situ dropcasting, result in surfaces with nanopillars in different orientations, both presenting MB actions (bactericidal efficiency of 83% for E. coli). Distinct MB mechanisms, including stretching, impaling, and mechanical injury, are discussed with the observed bacterial morphology on the obtained MOF surfaces.

生物工学一般
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