Понимание антимикробного механизма нанокомпозитных пленок на основе TiO₂ у патогенной бактерии

Нанокомпозиты на основе диоксида титана (TiO₂), подвергнутые световому возбуждению, отличаются высокой эффективностью в обеспечении гибели микроорганизмов. Однако механизм, посредством которого эти материалы вызывают гибель микроорганизмов, и оказываемые ими воздействия на микробы изучены недостаточно. В настоящей работе мы оцениваем низкодозовое радикал-опосредованное фотокаталитическое действие TiO₂ в составе таких нанокомпозитов и анализируем профили экспрессии генов и белков во всем геноме и протеоме клеток Pseudomonas aeruginosa PAO1 через две минуты после воздействия. Результаты показывают, что в исследованный временной интервал влияние на распределение потоков метаболизма по всему геному и на метаболизм в целом является умеренным. Вместо этого фотокаталитическое действие вызывает снижение экспрессии широкого набора генов и белков, связанных с регуляторными, сигнальными функциями и функциями роста, одновременно с последующими избирательными воздействиями на гомеостаз ионов, дыхание, не зависящее от коферментов, и структуру клеточной стенки. Настоящая работа создает первую надежную основу для понимания биоцидного действия диоксида титана и может повлиять на разработку высокоактивных фотобиоцидных наноматериалов.