2025年3月14日，西湖大學理學院王懷民團隊與生命科學學院黃晶團隊合作，在Nature子刊Nature Materials上發表了題為“De novo design of self-assembling peptides with antimicrobial activity guided by deep learning” 的研究論文，該研究報告了一種基于深度學習的遷移學習模型——TransSAFP，從頭設計了具有抗菌活性的新型SAFP，以應對當前的細菌耐藥性問題。

該方法整合了非天然氨基酸用于增強的肽自組裝，并有效地預測了具有最小實驗注釋的自組裝肽材料的功能活性。所設計的自組裝肽前導肽在小鼠體內顯示出優異的抗腸道細菌感染的治療效果。

此外，它表現出增強的生物膜根除能力，并且不會誘導獲得性耐藥性。機理研究表明，設計的SAFP p45能夠在細菌膜表面自組裝為納米纖維結構，通過物理方式破壞其膜結構，從而殺滅細菌，避免了傳統抗生素的靶點依賴性耐藥機制。

文章中利用細菌外膜透性實驗（NPN法）來檢測細菌細胞膜的通透性變化，從而研究細菌的生理狀態和對外界環境的響應。如果細胞外膜通透性增加，NPN進入細胞內部，熒光強度會增加?。

具體實驗流程是：

鼠傷寒沙門氏菌在BHIB中培養至595nm處的光密度（OD595）為0.8，將細菌溶液以7000rpm（9860g）離心5分鐘，去除上清，用PBS重并洗滌三次。將50μl NPN溶液（40μM）加入96孔板中的50μl細菌溶液中，p45組加入100ul2X濃度的肽溶液，Control組加入100ulPBS。

信號檢測采用Varioskan LUX (Thermofisher)，配備有熒光動力學檢測功能，使用以下設置：

檢測溫度：37℃；

總測量時間：30min；

激發光波長：350nm；

發射光波長：420nm。

實驗結果表明：p45中斷鼠傷寒沙門氏菌外膜的完整性，導致NPN熒光信號隨時間增加。

接著研究者做了生物膜形成和消除實驗。具體實驗流程是：

鼠傷寒沙門氏菌首先在平底96孔板中培養三天，每隔24h將96孔板中菌液倒出，用PBS洗滌三次以洗去未形成生物膜的菌體。用200μl的p45肽溶液浸泡4小時后用PBS洗滌以去除肽和浮游細菌。同時，將經PBS處理的生物膜設置為陰性對照，將空孔定義為陽性對照。加入100μL0.1%結晶紫溶液，靜止10min使生物膜充分染色。吸出結晶紫溶液，用PBS洗滌三次。向培養孔中加入100μL90%乙醇溶液，靜止10min充分溶解結晶紫。在595nm處測量每個孔所得的溶液吸光度。信號檢測采用Varioskan LUX (Thermofisher)。

相對生物膜質量通過以下公式計算：

相對生物膜質量=（OD?OD陽性對照）/（OD陰性對照?OD陽性對照）

實驗結果表明：已建立的生物膜經過p45處理4小時后幾乎完全消除，與對照組相比P＜0.0001，而CIp環丙沙星組約90%的生物膜在治療后仍然存在。