Forskere opdager, hvordan ultraviolet lys nedbryder coronavirus

Ny forskning har afsløret, hvordan lys kan bruges til at ødelægge smitsomme coronavirus-partikler, der forurener overflader. Forskere er interesserede i, hvordan miljøer, såsom operationer, kan desinficeres grundigt fra vira såsom SARS-CoV-2, der forårsagede COVID-19-pandemien.

SARS-CoV-2 virale partikler er sammensat af en kerne af nukleinsyrekæder, der indeholder den genetiske information om virussen, omgivet af en lipidmembran med proteinholdige pigge, der stikker ud. Hver komponent er nødvendig for infektion.

Forskere fra University of Southampton undersøgte, hvordan ultraviolet laserlys ødelægger virussen ved at påvirke hver af disse kritiske komponenter. Ved at bruge en specialiseret ultraviolet laser ved to forskellige bølgelængder var forskerne i stand til at bestemme, hvordan hver viral komponent nedbrydes under det skarpe lys. De fandt ud af, at det genomiske materiale var meget følsomt over for nedbrydning, og proteinspidser mistede deres evne til at binde sig til menneskelige celler.

UV-lys omfatter UVA-, UVB- og UVC-lys. Meget lidt UVC-lys ved frekvenser under 280nm når jordens overflade fra solen. Det er dette mindre undersøgte UVC-lys, som holdet i Southampton brugte til deres undersøgelse på grund af dets desinficerende egenskaber.

UVC-lys absorberes stærkt af forskellige virale komponenter, herunder det genetiske materiale (~260nm) og de proteinholdige spidser (~230nm), hvilket gør det muligt for holdet at vælge laserfrekvenser på 266nm og 227nm til projektet.

Forskere fra University of Southampton, ledet af professor Sumeet Mahajan, arbejdede tæt sammen med forskere fra laserproducenten, kaldet M Squared Lasers, og det resulterende medforfattede studie er offentliggjort i tidsskriftet ACS Photonics . Artiklen har titlen "Mechanisms of SARS-CoV-2 Inactivation Using UVC Laser Radiation."

Holdet fandt ud af, at 266 nm lys forårsagede RNA-skader ved lav styrke, hvilket påvirkede den genetiske information om virussen. Derudover beskadigede 266 nm lys strukturen af ​​SARS-CoV-2-spidsproteinet, hvilket reducerede dets evne til at binde sig til humane celler ved at nedbryde disulfidbindinger og aromatiske aminosyrer.

227nm-lyset var mindre effektivt til at inducere RNA-skader, men mere effektivt til at beskadige proteiner gennem oxidation (en kemisk reaktion, der involverer oxygen), som udfolder proteinets struktur.

Det er vigtigt, at SARS-CoV-2 har blandt de største genomer til RNA-vira. Dette gør det særligt følsomt over for genomiske skader.

Professor Mahajan sagde:"Lysdeaktivering af luftbårne vira tilbyder et alsidigt værktøj til desinfektion af vores offentlige rum og følsomt udstyr, som ellers kan vise sig at være svært at dekontaminere med konventionelle metoder. Nu forstår vi den differentielle følsomhed af molekylære komponenter i vira over for lysdeaktivering. op på muligheden for en finjusteret desinfektionsteknologi."

Lysbaseret deaktivering har fået stor opmærksomhed på grund af den brede vifte af applikationer, hvor konventionelle væskebaserede deaktiveringsmetoder ikke er egnede. Nu er deaktiveringsmekanismen bedre forstået, dette er et vigtigt skridt i udrulningen af ​​teknologien.

Flere oplysninger: George Devitt et al., Mechanisms of SARS-CoV-2 Inactivation Using UVC Laser Radiation, ACS Photonics (2023). DOI:10.1021/acsphotonics.3c00828

Journaloplysninger: ACS Photonics

Leveret af University of Southampton