Vetenskapsmännen vet dock att det finns en annan skadlig bakterie, Streptococcus sobrinus, som påskyndar karies hos vissa människor, men mycket lite är känt om denna mikrob. Detta kommer snart att förändras eftersom ett team av Illinois Bioengineering-forskare under ledning av biträdande professor Paul Jensen framgångsrikt har sekvenserat de fullständiga genomerna av tre stammar av S. sobrinus.
Enligt Jensen är S. sobrinus svår att arbeta med i laboratoriet och den finns inte hos alla människor, så forskarna har i stället under årens lopp fokuserat sina ansträngningar på att förstå den mer stabila och utbredda S. sobrinus. mutans, som sekvenserades 2002.
”Även om den är sällsynt producerar S. sobrinus syra snabbare och är förknippad med de sämsta kliniska resultaten, särskilt bland barn”, konstaterade Jensen, forskare vid Carl R. Woese Institute for Genomic Biology på campus. ”Om S. sobrinus förekommer tillsammans med S. mutans löper man risk att drabbas av en våldsam karies, vilket innebär att det finns någon form av kommunikation eller synergi mellan de två som vi ännu inte förstår.”
Nu när sekvenseringen av S. sobrinus är klar bygger Jensen och hans studenter upp beräkningsmodeller för att bättre förstå hur de två bakterierna interagerar och varför S. sobrinus kan orsaka en så kraftig karies när den kombineras med S. mutans. mutans.
Redan har de till exempel bekräftat att S. sobrinus saknar fullständiga vägar för quorum sensing, vilket är den förmåga som bakterier har för att känna av och reagera på närliggande bakterier och i slutändan föröka sig.
Enligt Jensen skickar S. mutans-bakterier ut känselspröt i form av en peptid för att ta reda på hur många andra S. mutans-celler som finns i närheten. När S. mutans-cellerna når ett visst tröskelvärde attackerar de och skapar en obalans i en människas mun mellan goda och dåliga bakterier, vilket leder till snabb hålbildning.
”S. sobrinus har inte ett komplett system för att göra detta”, säger Jensen. ”Vi är verkligen nyfikna på att utforska detta ytterligare och ta reda på vad som saknas och varför.”
Interessant nog genomfördes hela sekvenseringen av S. sobrinus genom av ett team av studenter inom bioteknik och studenter som är inskrivna i det ettåriga programmet Master of Engineering (M.Eng.)-programmet, snarare än doktorander som vanligtvis utför denna typ av forskning under flera år.
”För S. sobrinus-området är detta banbrytande arbete eftersom området har plågats av brist på information”, säger Jensen. ”År 2018 är det förvånande att vi hade en hel art som orsakar sjukdomar och ingen komplett genom av den. Ändå slutförde ett ambitiöst team av studenter och civilingenjörsstudenter sekvenseringen på ett år.”
Mia Sales, som tog sin kandidatexamen i maj förra året, slutförde sammansättningarna av två av arterna av S. sobrinus. Sales byggde också den dator som andra gruppmedlemmar använde för att göra de första sammansättningarna av arvsmassan.
En annan doktorand Will Herbert arbetade med annoteringsdelen av projektet och hittade gener i de strängar av cirka 2 miljoner adenin- (A), cytosin- (C), guanin- (G) och tymin-nukleotider (T) som utgör S. sobrinus genomer.
Andra som bidragit till forskningen är civilingenjörsstudenterna Yuting Du, Amitha Sandur och Naaman Stanley. ”Det här arbetet exemplifierar studenternas förmåga att syntetisera sin inlärningserfarenhet med en helt ny insikt, vilket resulterar i en originalforskningspublikation”, säger professor Dipanjan Pan, föreståndare för civilingenjörsprogrammet.
Lillinois-teamet har laddat upp sekvenseringsinformationen till den offentliga GenBank-databasen, så att forskare över hela världen kommer att få tillgång till den genomiska informationen om S. sobrinus. Deras arbete publicerades i tidskriften Microbial Resource Announcements under titeln: ”Detta arbete finansierades av ett bidrag från NIH National Institute of Dental and Craniofacial Research och Illinois Master of Engineering in Bioengineering program.