Forskere ved dog, at der findes en anden skadelig bakterie kaldet Streptococcus sobrinus, der fremskynder forfald i tænderne hos nogle mennesker, men der er meget lidt viden om denne mikrobe. Dette vil snart ændre sig, fordi et hold af Illinois Bioengineering-forskere under ledelse af assisterende professor Paul Jensen med succes har sekventeret de komplette genomer af tre stammer af S. sobrinus.
Som Jensen siger, er S. sobrinus vanskelig at arbejde med i laboratoriet, og den findes ikke hos alle mennesker, så forskerne har i stedet i årenes løb fokuseret deres indsats på at forstå den mere stabile og udbredte S. sobrinus, som er en af de mest udbredte bakterier. mutans, som blev sekventeret i 2002.
“Selv om den er sjælden, producerer S. sobrinus hurtigere syre og er forbundet med de dårligste kliniske resultater, især blandt børn,” bemærkede Jensen, der er forsker ved Carl R. Woese Institute for Genomic Biology på campus. “Hvis S. sobrinus er til stede sammen med S. mutans, er man i risiko for et voldsomt huller i tænderne, hvilket betyder, at der er en vis grad af kommunikation eller synergi mellem de to, som vi endnu ikke forstår.”
Nu, hvor sekventeringen af S. sobrinus er afsluttet, er Jensen og hans studerende ved at opbygge beregningsmodeller for bedre at forstå, hvordan de to bakterier interagerer, og hvorfor S. sobrinus kan forårsage så kraftigt huller i tænderne, når den kombineres med S. mutans, og hvorfor S. sobrinus kan forårsage så kraftigt huller i tænderne. mutans.
De har f.eks. allerede bekræftet, at S. sobrinus mangler komplette veje til quorum sensing, som er den evne, bakterier har til at mærke og reagere på nærliggende bakterier og i sidste ende formere sig.
Som Jensen siger, sender S. mutans-bakterier følehorn ud i form af et peptid for at finde ud af, hvor mange andre S. mutans-celler der er i nærheden. Når S. mutans-cellerne når en vis tærskel, angriber de og skaber en ubalance i en persons mund mellem gode og dårlige bakterier, hvilket fører til hurtig huldannelse.
“S. sobrinus har ikke et komplet system til at gøre dette,” siger Jensen. “Vi er virkelig nysgerrige efter at udforske dette yderligere og finde ud af, hvad der mangler og hvorfor.”
Interessant nok blev hele S. sobrinus-genomsekventeringen gennemført af et hold af bioingeniørstuderende og studerende, der er indskrevet i den etårige Master of Engineering (M.Eng.)-programmet, snarere end ph.d.-studerende, der typisk udfører denne type forskning over flere år.
“For S. sobrinus-feltet er dette banebrydende arbejde, fordi feltet har været plaget af mangel på information”, sagde Jensen. “I 2018 er det overraskende, at vi havde en hel art, der forårsager sygdom, og intet komplet genom af den. Alligevel gennemførte et ambitiøst team af bachelor- og kandidatstuderende sekventeringen på et år.”
Mia Sales, som afsluttede sin bachelorgrad i maj sidste år, færdiggjorde sammensætningerne af to af arterne af S. sobrinus. Sales byggede også den computer, som andre medlemmer af holdet brugte til at lave de første genomsamlinger.
Fellow undergraduate Will Herbert arbejdede på annotationsdelen af projektet og fandt gener i de strenge af ca. 2 millioner adenin- (A), cytosin- (C), guanin- (G) og thymin- (T) nukleotider, der udgør S. sobrinus-genomerne.
Den øvrige medvirkende i forskningen er bl.a. de civilingeniørstuderende Yuting Du, Amitha Sandur og Naaman Stanley. “Dette arbejde er et eksempel på de studerendes evne til at sammenfatte deres læringserfaring med en helt ny indsigt, hvilket resulterer i en original forskningspublikation”, sagde professor Dipanjan Pan, direktør for M.Eng.-programmet.
Dette hold fra Illinois har uploadet sekventeringsoplysningerne til den offentlige GenBank-database, så forskere over hele verden vil få adgang til S. sobrinus-genomoplysningerne. Deres arbejde blev offentliggjort i tidsskriftet Microbial Resource Announcements under titlen: “Complete genomic sequences of Streptococcus sobrinus SL1 (ATCC 33478 = DSM 20742), NIDR 6715 (ATCC 27351 & 27352), and NCTC 10919 (ATCC 33402).”
Dette arbejde blev finansieret af et tilskud fra NIH National Institute of Dental and Craniofacial Research og Illinois Master of Engineering in Bioengineering program.