传统的防晒成分会损害珊瑚礁和人类健康。一位免疫学家和一位海洋生态学家联手开发了一种更好的方法。
一次幸运的意外让保罗·博利基发现了一件可能彻底改变夏季习惯的事情。这位斯坦福大学免疫学家和传染病专家研究噬菌体，这是一种消耗引起感染的细菌的病毒。有一天，在用紫外线清洁实验室表面时，博利基不小心将一些噬菌体暴露在光线下，但它们毫发无损。它们的形状似乎保护了它们的DNA免受射线的伤害。
“这让我想到了防晒霜是如何保护我们皮肤的，”博利基回忆道。“如果这些可生物降解的噬菌体能做同样的事情，但又不会损害海洋生物，那会怎样?”
据美国国家公园管理局称，每年有数千吨防晒霜冲刷美国珊瑚礁区域。科学家们早就知道，许多防晒霜中都含有一种有机化合物——氧苯酮，它会破坏珊瑚的生命周期。因此，美属维尔京群岛、夏威夷、帕劳岛国和荷兰岛屿自治市博内尔等地已禁止使用含有这种化合物的防晒霜。由于防晒霜中的氧苯酮和其他活性成分可以穿过组织，因此它们会以有毒的方式积聚在人体细胞和组织中。
回到实验室后，博利基和他团队的其他研究人员开始“捣鼓”，试图识别和改造天然存在的噬菌体，使其类似于防晒霜中发现的偏转紫外线的纳米颗粒。噬菌体会感染细菌，但不会感染人类细胞。噬菌体是地球上最丰富的生物之一，它们进化出了能够吸收或偏转紫外线的结构和机制。
“我们认为也许我们可以将它们用作一种新型的防晒霜，因为它们非常丰富，而且完全可生物降解，”Bollyky说。噬菌体用于一系列医学和生物技术应用，包括单克隆抗体、治疗学和遗传学研究。“所以这真的没有听起来那么疯狂，”Bollyky说。“我们认为这是适当的冒险。”
经过数百次实验，Bollyky实验室的博士后学者MaryamHajfathalian专注于研究如何将噬菌体用作纳米颗粒，她发现噬菌体特别擅长吸收会损害皮肤的波长范围内的光。就在这时，电话响了。
生物学研究生朱莉·普尔图瓦(JuliePourtois)听说过波利基的工作，想知道噬菌体是否可以帮助鲍鱼抵抗细菌引起的枯萎综合症。普尔图瓦邀请波利基到斯坦福大学霍普金斯海洋站，继续与普尔图瓦的导师、海洋生态学家朱利奥·德·利奥(GiulioDeLeo)进行交谈，朱利奥·德·利奥是宿主-寄生虫相互作用和保护生物学方面的专家。
“这是一个奇怪的婚姻可能发生的生态系统，”德利奥说，他是斯坦福大学众多跨学科合作的资深人士。2023年夏天，Pourtois和斯坦福大学本科生PiperFleming和RonitJain在霍普金斯海洋站对沙钱胚胎进行了一项试点实验。他们发现，Hajfathalian选择的吸收损害皮肤的波长范围内的光的噬菌体不会影响胚胎发育，而商用防晒霜则会。
通过改造噬菌体，使其不具有感染性，研究人员获得了可用作防晒霜活性成分的惰性病毒衣壳。这些噬菌体可生物降解，且储量丰富。根据Hajfathalian、机械工程博士生SebastianHendrickx-Rodriguez和斯坦福大学材料科学与工程系RuthG.和WilliamK.Bowes教授ReinholdDauskardt的分析，它们在保护皮肤免受紫外线伤害方面似乎也比防晒霜中使用的传统纳米颗粒效果更好。
自从斯坦福伍兹环境研究所的“实现环境创新计划”为该项目提供资金以来，该团队一直在研究噬菌体作为防晒霜的安全性和有效性。他们的发现可能为新一代防晒产品铺平道路，这些产品不仅可以有效阻挡有害紫外线，而且对环境友好且可生物降解。
除了防晒霜的开发，研究人员还预见到噬菌体在油墨颜料、涂料和其他应用中的广泛用途。它们的多功能性和易操作性使噬菌体成为一系列行业的理想候选者。“我们才刚刚开始探索许多不同的用途，”DeLeo说。“这种合作令人兴奋，因为它没有设定界限。”