Ученым удалось соединить фрагменты ДНК от 12 различных клеток, чтобы получить геном бактерии, живущей в полости рта здоровых людей. Благодаря новым данным ученым удалось подтвердить теорию, что некоторые гены бактерий могут быть причиной тяжелых заболеваний десен.
Почему микрофлора полости рта всегда считалась особенно загадочной? Дело в том, что более 60 процентов бактерий полости рта отказываются расти на лабораторной среде, что означает невозможность их классификации, наименования и изучения. Новая обнаруженная бактерия, Tannerella BU063, одна из таких, которые не могли успешно произрастать на питательных субстратах — и ее идентифицированный геном был невероятно интересен проекту Human Microbiome.
Федеральный проект Human Microbiome поставил цель изучить микроорганизмов, которые играют важную роль в здоровье и патологии. Те самые 12 клеток BU063 являются хорошим примером сложности микроорганизмов в полости рта: все образцы взяты от одного здорового человека, одна представляют собой восемь различных штаммов бактерий.
BU063 очень близко взаимосвязан с патогеном Tannerella forsythia, бактерии, которая связана с возникновением пародонтитов. Несмотря на «родственные связи», исследование выявило четкую разницу в их геномном составе.
Гены, отсутствующие в BU063, но присутствующие у forsythia — теперь являются новой целью для исследования, сообщают ученые.
«Одна из особенностей исследования — это возможность производить случайные поиски других бактерий, уровень которых выше при пародонтите» — говорит Clifford Beall, профессор биологии полости рта в Ohio State University и главные автор научных работа этого направления. «Мы искали гены, которые присутствовали в этих бактериях и forsythia, но отсутствовали в BU063. Существует один конкретный генный комплекс в целом списке этих пародонтит-обуславливающих бактерий, которые могут быть вовлечены в свойство вирулентности».
Пародонтит развивается, когда обширное воспаление или инфекция десен распространяется за пределы десен и разрушает структуры, поддерживающие зубы, включая кость. Карманы, которые образуются между деснами и деснами, заполнены разными видами бактерий. Лечение обычно заключается в глубоком очищении или хирургическом иссечении данных карманов. Так как заболевание вызывается целым комплексом микроорганизмов, антибиотики считаются малоэффективными.
И хотя многие из микроорганизмов патологических карманов собраны и частично идентифицированы, их характеристики остаются тайной.
«Мы считаем, что некоторые различия в генах, которые были обнаружены, весьма важны, но все еще не ясным остается значение некоторых генов, поэтому пока трудно предположить, почему патогенность некоторых бактерий выходит на первое место при развитии пародонтитов. В целом, условия развития пародонтитов пока весьма мало изучены», говорит Beall.
«Имеется много штаммов микроорганизмов, которые более активны при пародонтальных заболеваниях, но мы не обнаруживаем все эти бактерии в каждом из случаев пародонтитов. Очень сложно подобрать антибиотик, который был бы универсально эффективным».
Коллеги Beall в Oak Ridge National Laboratory собрали образцы материала из полости рта с десен одного здорового человека. Ученые отобрали 12 клеток BU063 и создали дополнительные копии ДНК каждой клетки перед отправкой.
Beall составил последовательность из геномов всех 12 клеток и, используя сегменты, воссоздали цельный геном BU063.
Получение этого генома уже может считаться большим успехом, однако, главной целью было узнать больше о forsythia. Данный патогенный микроорганизм может произрастать в лаборатории и был тестирован на клетках человека и млекопитающих, но причины вирулентности так и не были раскрыты.
Несмотря на близость в строении генома BY063 и forsythia, у второй бактерии имеется 44% различий.
Данное исследование также поддержало теорию о том, что три гена могут быть связаны со способностью forsythia вызывать заболевание, так как эти гены отсутствуют у BU063. Два имеют потенциал разрушать ткани и инактивировать иммунный ответ, а третий — клеточная поверхностная молекула, взаимодействующая с клетками человека.
Данные открытия относятся к проекту Human Microbiome, который изначально был сфокусирован на характеристике биоценоза полости рта и других полостей организма.
Beall сообщил, что был весьма удивлен, что 12 клеток микроорганизмов из полости рта одного человека представляли собой восемь разных штаммов бактерий BU063.
«Мы предполагаем, что у людей имеется от 150–200 видов бактерий в полости рта, которые могут компоноваться в 20 различных вариантах, в зависимости от индивидуального макроорганизма», — говорит ученый. «Все это говорит о том, что микробиомир устроен даже сложнее, чем мы себе представляли».
По материалам сайта: stomatologclub.ru
