La enfermedad crónica más prevalente tanto en niños como en adultos, la caries dental ocurre cuando las bacterias buenas y malas en nuestra boca se desequilibran. Las bacterias malas Streptococcus mutans , forma una biopelícula también conocida como sarro, luego toma los azúcares que comemos y los fermenta en ácido, lo que descalcifica nuestros dientes y causa caries.
Sin embargo, los científicos saben que hay una segunda bacteria dañina llamada estreptococo sobrino que acelera la caries dental en algunas personas, pero se sabe muy poco sobre este microbio. Esto pronto cambiará porque un equipo de investigadores de Bioingeniería de Illinois dirigido por el Profesor Asistente Paul Jensen ha secuenciado con éxito los genomas completos de tres cepas de S. sobrinus .
Según Jensen, S. sobrinus es difícil trabajar en el laboratorio y no está presente en todas las personas, por lo que los investigadores han centrado sus esfuerzos a lo largo de los años en comprender lo más estable y prevalente S. mutans que fue secuenciado en 2002.
"Aunque es raro, S. sobrinus produce ácido más rápidamente y se asocia con los resultados clínicos más pobres, especialmente entre los niños ", señaló Jensen, investigador del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica en el campus". Si S. sobrinus está presente junto con S. mutans , corre el riesgo de una caries dental desenfrenada, lo que significa que hay un cierto nivel de comunicación o sinergia entre los dos que aún no entendemos "
Ahora que el S. sobrinus la secuencia está completa, Jensen y sus estudiantes están construyendo modelos computacionales para comprender mejor cómo interactúan las dos bacterias y por qué S. sobrinus puede causar una caries dental tan potente cuando se combina con S. mutans .
Ya han confirmado, por ejemplo, que S. sobrinus carece de vías completas para la detección de quórum, que es la capacidad que las bacterias tienen para sentir y reaccionar a las bacterias cercanas y, en última instancia, proliferar.
Según Jensen, S. mutans las bacterias envían sensores en forma de péptido para averiguar cuántos otros S. mutans las celdas están cerca. Una vez que S. mutans las células alcanzan cierto umbral, atacan y crean un desequilibrio en la boca de una persona entre las bacterias buenas y malas, lo que conduce a la formación rápida de cavidades.
" S. sobrinus no tiene un sistema completo para hacer esto ", dijo Jensen." Tenemos mucha curiosidad por explorar esto más a fondo y descubrir qué falta y por qué ".
Curiosamente, todo S. sobrinus la secuenciación del genoma fue completada por un equipo de estudiantes universitarios y estudiantes de bioingeniería inscritos en el programa de un año de Maestría en Ingeniería M.Eng., En lugar de candidatos a doctorado que generalmente realizan este tipo de investigación durante varios años.
"Para el S. sobrinus campo, este es un trabajo innovador porque el campo estaba plagado de falta de información ", dijo Jensen." En 2018, es sorprendente que tuviéramos toda una especie [de bacteria] que causa la enfermedad y ningún genoma completo.Sin embargo, un ambicioso equipo de estudiantes universitarios y estudiantes de M.Eng. Completó la secuencia en un año ".
Mia Sales, quien se graduó con su licenciatura en mayo pasado, completó las asambleas de dos de las especies de S. sobrinus . Sales también construyó la computadora que otros miembros del equipo usaron para hacer los ensamblajes iniciales del genoma.
El compañero de licenciatura Will Herbert trabajó en la parte de anotación del proyecto, encontrando genes en las cadenas de aproximadamente 2 millones de nucleótidos de adenina A, citosina C, guanina G y timina T que forman el S. sobrinus genomas
Otros contribuyentes a la investigación incluyen a los estudiantes de M.Eng. Yuting Du, Amitha Sandur y Naaman Stanley. "Este trabajo ejemplifica la capacidad de los estudiantes para sintetizar su experiencia de aprendizaje con una visión completamente nueva, lo que resulta en una publicación de investigación original".dijo el profesor Dipanjan Pan, director del programa M.Eng.
El equipo de Illinois ha subido la información de secuenciación a la base de datos pública de GenBank para que los científicos de todo el mundo tengan acceso a la S. sobrinus información genómica. Su trabajo fue publicado en una revista Anuncios de recursos microbianos bajo el título: "Secuencias genómicas completas de Streptococcus sobrinus SL1 ATCC 33478 = DSM 20742, NIDR 6715 ATCC 27351 y 27352 y NCTC 10919 ATCC 33402"
Este trabajo fue financiado por una subvención del Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial del NIH y el programa de Maestría en Ingeniería de Bioingeniería de Illinois.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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