A tudósok tudják ugyan, hogy létezik egy másik káros baktérium, a Streptococcus sobrinus, amely egyes embereknél felgyorsítja a fogszuvasodást, de erről a mikrobáról nagyon keveset tudunk. Ez hamarosan megváltozik, mert az illinois-i biomérnöki tudományok kutatócsoportja Paul Jensen egyetemi docens vezetésével sikeresen szekvenálta a S. sobrinus három törzsének teljes genomját.
Jensen szerint a S. sobrinusszal nehéz laboratóriumban dolgozni, és nem minden emberben van jelen, ezért a kutatók az évek során inkább a stabilabb és elterjedtebb S. sobrinus megértésére összpontosították erőfeszítéseiket. mutans, amelyet 2002-ben szekvenáltak.
“Bár ritka, az S. sobrinus gyorsabban termel savat, és a legrosszabb klinikai eredményekkel jár, különösen a gyermekek körében” – jegyezte meg Jensen, az egyetemen működő Carl R. Woese Institute for Genomic Biology kutatója. “Ha az S. sobrinus jelen van az S. mutans-szal együtt, akkor fennáll a féktelen fogszuvasodás kockázata, ami azt jelenti, hogy van valamilyen szintű kommunikáció vagy szinergia a kettő között, amit még nem értünk.”
Most, hogy az S. sobrinus szekvenálása befejeződött, Jensen és diákjai számítógépes modelleket készítenek, hogy jobban megértsék, hogyan lép kölcsönhatásba a két baktérium, és miért képes az S. sobrinus ilyen erős fogszuvasodást okozni, ha az S. mutans-szal kombinálódik.
Máris megerősítették például, hogy az S. sobrinusnak nincs teljes útvonala a kvórumérzékeléshez, vagyis ahhoz a képességhez, hogy a baktériumok érzékeljék a közeli baktériumokat, reagáljanak rájuk, és végül szaporodjanak.
Jensen szerint az S. mutans baktériumok egy peptid formájában érzékelőket küldenek ki, hogy megtudják, hány másik S. mutans sejt van a közelben. Amint az S. mutans sejtek elérnek egy bizonyos küszöbértéket, megtámadnak, és egyensúlytalanságot hoznak létre az ember szájában a jó és rossz baktériumok között, ami gyors üregképződéshez vezet.
“Az S. sobrinusnak nincs teljes rendszere erre” – mondta Jensen. “Nagyon kíváncsiak vagyunk arra, hogy ezt tovább vizsgáljuk, és kiderítsük, mi hiányzik és miért.”
Érdekes, hogy a teljes S. sobrinus genom szekvenálását a biomérnöki egyetemi hallgatókból és az egyéves mérnöki mesterképzésre beiratkozott hallgatókból álló csapat végezte el (M.Eng.) programban, nem pedig doktorjelöltek, akik általában több éven keresztül végzik az ilyen típusú kutatásokat.
“Az S. sobrinus területén ez úttörő munka, mert a területet információhiány sújtotta” – mondta Jensen. “2018-ban meglepő, hogy volt egy egész faj, amely betegséget okoz, és nem volt teljes genomja. Mégis, egy ambiciózus, egyetemistákból és mérnökhallgatókból álló csapat egy év alatt elvégezte a szekvenálást.”
Mia Sales, aki tavaly májusban szerezte meg az alapdiplomáját, elkészítette a S. sobrinus két fajának összeállítását. Sales építette a számítógépet is, amelyet a csapat többi tagja használt a kezdeti genom-összeállításokhoz.
Will Herbert egyetemi hallgató a projekt annotációs részén dolgozott, géneket keresett a körülbelül 2 millió adenin- (A), citozin- (C), guanin- (G) és timin- (T) nukleotidból álló sorokban, amelyek az S. sobrinus genomját.
A kutatásban közreműködtek még Yuting Du, Amitha Sandur és Naaman Stanley mérnökhallgatók. “Ez a munka jól példázza a hallgatók azon képességét, hogy a tanulási tapasztalataikat egy teljesen új felismeréssel szintetizálják, ami egy eredeti kutatási publikációt eredményezett” – mondta Dipanjan Pan professzor, az M.Eng. program igazgatója.
Az illinois-i csapat feltöltötte a szekvenálási információkat a GenBank nyilvános adatbázisba, így a tudósok világszerte hozzáférhetnek a S. sobrinus genomikai információihoz. Munkájukat a Microbial Resource Announcements című folyóiratban tették közzé: “Complete genomic sequences of Streptococcus sobrinus SL1 (ATCC 33478 = DSM 20742), NIDR 6715 (ATCC 27351 & 27352), and NCTC 10919 (ATCC 33402).”
Ezt a munkát az NIH National Institute of Dental and Craniofacial Research és az Illinois Master of Engineering in Bioengineering program támogatásával finanszírozták.