Naukowcy wiedzą jednak, że istnieje druga szkodliwa bakteria o nazwie Streptococcus sobrinus, która przyspiesza próchnicę zębów u niektórych osób, ale bardzo niewiele wiadomo o tym mikrobie. Wkrótce to się zmieni, ponieważ zespół naukowców z Illinois Bioengineering kierowany przez adiunkta Paula Jensena z powodzeniem zsekwencjonował kompletne genomy trzech szczepów S. sobrinus.
Według Jensena, S. sobrinus jest trudny do pracy w laboratorium i nie występuje u wszystkich ludzi, więc naukowcy zamiast tego skupili swoje wysiłki przez lata na zrozumieniu bardziej stabilnego i powszechnego S. mutans, który został zsekwencjonowany w 2002 roku.
„Chociaż jest rzadki, S. sobrinus produkuje kwas szybciej i jest związany z najgorszymi wynikami klinicznymi, zwłaszcza wśród dzieci”, zauważył Jensen, badacz w Carl R. Woese Institute for Genomic Biology na kampusie. „Jeśli S. sobrinus jest obecny razem z S. mutans, jesteś zagrożony szalejącą próchnicą, co oznacza, że istnieje jakiś poziom komunikacji lub synergii między nimi, którego jeszcze nie rozumiemy.”
Teraz, gdy sekwencjonowanie S. sobrinus jest zakończone, Jensen i jego studenci budują modele obliczeniowe, aby lepiej zrozumieć, jak te dwie bakterie oddziałują na siebie i dlaczego S. sobrinus może powodować tak silną próchnicę zębów w połączeniu z S. mutans.
Już potwierdzili, na przykład, że S. sobrinus brakuje kompletnych ścieżek dla quorum sensing, która jest zdolność bakterii do wyczuwania i reagowania na pobliskie bakterie, a ostatecznie proliferacji.
Według Jensena, bakterie S. mutans wysyłają czułki w postaci peptydu, aby dowiedzieć się, ile innych komórek S. mutans jest w pobliżu. Gdy komórki S. mutans osiągną pewien próg, atakują i tworzą brak równowagi w jamie ustnej danej osoby pomiędzy dobrymi i złymi bakteriami, co prowadzi do szybkiego tworzenia się ubytków.
„S. sobrinus nie ma kompletnego systemu, aby to zrobić”, powiedział Jensen. „Jesteśmy naprawdę ciekawi, aby zbadać to dalej i dowiedzieć się, czego brakuje i dlaczego.”
Co ciekawe, całe sekwencjonowanie genomu S. sobrinus zostało ukończone przez zespół studentów studiów licencjackich z bioinżynierii i studentów zapisanych w rocznym programie Master of Engineering (M.Eng.), a nie doktorantów, którzy zazwyczaj prowadzą tego typu badania przez kilka lat.
„Dla pola S. sobrinus jest to przełomowa praca, ponieważ pole było nękane przez brak informacji”, powiedział Jensen. „W 2018 roku zaskakujące jest to, że mieliśmy cały gatunek, który wywołuje choroby i nie mieliśmy jego kompletnego genomu. A jednak ambitny zespół studentów studiów licencjackich i magisterskich ukończył sekwencjonowanie w ciągu roku.”
Mia Sales, która ukończyła studia licencjackie w maju tego roku, ukończyła asemblacje dwóch gatunków S. sobrinus. Sales zbudowała również komputer, którego inni członkowie zespołu używali do wstępnego składania genomów.
Student Will Herbert pracował nad częścią projektu dotyczącą anotacji, znajdując geny w ciągach około 2 milionów nukleotydów adeniny (A), cytozyny (C), guaniny (G) i tyminy (T), które tworzą genom S. sobrinus. sobrinus genom.
Inne podmioty przyczyniające się do badań obejmują studentów M.Eng. Yuting Du, Amitha Sandur, i Naaman Stanley. „Ta praca jest przykładem zdolności studentów do syntezy ich doświadczeń edukacyjnych z zupełnie nowym spojrzeniem, co skutkuje oryginalną publikacją badawczą”, powiedział profesor Dipanjan Pan, dyrektor programu M.Eng.
Zespół z Illinois przesłał informacje o sekwencjonowaniu do publicznej bazy danych GenBank, dzięki czemu naukowcy na całym świecie będą mieli dostęp do informacji genomowych S. sobrinus. Ich praca została opublikowana w czasopiśmie Microbial Resource Announcements pod tytułem: „Complete genomic sequences of Streptococcus sobrinus SL1 (ATCC 33478 = DSM 20742), NIDR 6715 (ATCC 27351 & 27352), and NCTC 10919 (ATCC 33402).”
Ta praca została sfinansowana przez grant z NIH National Institute of Dental and Craniofacial Research oraz program Illinois Master of Engineering in Bioengineering.
.