近日，中国科学技术大学环境科学与工程系在微生物胞外聚合物对消毒动力学影响的研究上取得新进展，该研究通过构建胞外聚合物恒定缺失菌株，展现了胞外聚合物在消毒剂杀菌过程中的动态作用及细菌变化背后的潜在机制。相关研究成果以“Deciphering the Roles of Extracellular Polymeric Substances (EPS) in Shaping Disinfection Kinetics through Permanent Removal via Genetic Disruption”为题，于2024年3月22日被Environmental Science & Technology（https://doi.org/10.1021/acs.est.4c01612）接收。

胞外聚合物是普遍存在的围绕在细菌周围的复杂大分子聚合物，在多种环境过程中扮演着重要角色。然而，目前对胞外聚合物与细菌动态行为的相互作用的了解仍然非常有限，尤其是在消毒过程中。研究团队通过对胞外聚合物中主要成分胞外多糖进行基因水平上的精准沉默，开发了一种永久性胞外聚合物清除策略，同时保持了细菌的完整性和活力，实现了长时间持续的胞外聚合物的高效去除。基于这种平台菌株，研究团队对消毒剂作用下胞外聚合物对细菌消毒动力学的影响进行了研究，发现去除细菌中的胞外聚合物显著增加了它们对臭氧、氯胺B和自由氯等消毒剂的敏感性。胞外聚合物去除后还大大加快了细菌的消毒动力学，缩短了耐受时间，提高了消毒效率，从而增强了整体杀菌效果。此外，研究还发现胞外聚合物的缺失会增强细菌的运动能力，增加细菌对消毒剂的易感性，从而在接触消毒剂时造成更大的膜损伤，并加剧活性氧（ROS）的产生。这些发现突出了胞外聚合物在细菌对抗消毒剂过程中的核心作用。

该工作得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划和中科院城市污染物转化重点实验室联合基金等项目的支持。

图  微生物胞外聚合物对消毒动力学影响的研究

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c01612