兒童和成人中最常見的慢性疾病，當(dāng)我們口中的好細(xì)菌和不良細(xì)菌變得不平衡時(shí)，就會(huì)發(fā)生蛀牙。壞菌，變形鏈球菌，形成生物膜(又名牙垢)，然后攝取我們吃的糖，并將它們發(fā)酵成酸，使我們的牙齒脫鈣并導(dǎo)致蛀牙。

然而，科學(xué)家們知道，有一種叫做遠(yuǎn)緣鏈球菌(Streptococcus sobrinus)的有害細(xì)菌會(huì)加速一些人的蛀牙，但對(duì)這種微生物知之甚少。由于由助理教授Paul Jensen領(lǐng)導(dǎo)的伊利諾伊州生物工程研究小組成功測(cè)序了三種S. sobrinus菌株的完整基因組，因此很快就會(huì)發(fā)生變化。

根據(jù)Jensen的說(shuō)法，S。sobrinus很難在實(shí)驗(yàn)室中使用并且并不存在于所有人中，因此研究人員多年來(lái)一直致力于理解更穩(wěn)定和流行的變形鏈球菌，這些變異體在2002年測(cè)序。 。

“雖然很少見，但是S. sobrinus產(chǎn)生的酸更快，并且與最差的臨床結(jié)果有關(guān)，特別是在兒童中，”校園的Carl R. Woese基因組生物學(xué)研究所的研究人員Jensen說(shuō)。“如果S. sobrinus與變形鏈球菌一起存在，那么你就會(huì)面臨猖獗的蛀牙風(fēng)險(xiǎn)，這意味著兩者之間存在某種程度的溝通或協(xié)同作用，這是我們尚不了解的。”

既然S. sobrinus測(cè)序已經(jīng)完成，Jensen和他的學(xué)生正在建立計(jì)算模型，以更好地了解這兩種細(xì)菌如何相互作用以及為什么S. sobrinus與變形鏈球菌結(jié)合后會(huì)引起如此強(qiáng)烈的蛀牙。

例如，他們已經(jīng)證實(shí)，S。sobrinus缺乏完整的群體感應(yīng)途徑，這是細(xì)菌必須感知并對(duì)附近細(xì)菌做出反應(yīng)并最終增殖的能力。

根據(jù)Jensen的說(shuō)法，變形鏈球菌以肽的形式發(fā)出觸角，以了解附近有多少其他變形鏈球菌細(xì)胞。一旦變形鏈球菌細(xì)胞達(dá)到一定的閾值，它們攻擊并在人的口腔中產(chǎn)生好壞細(xì)菌之間的不平衡，這導(dǎo)致快速的腔形成。

“S. sobrinus沒(méi)有完整的系統(tǒng)來(lái)做到這一點(diǎn)，”詹森說(shuō)。“我們真的很想進(jìn)一步探索這個(gè)，找出遺漏的原因和原因。”

有趣的是，整個(gè)S. sobrinus基因組測(cè)序由生物工程本科生和參加為期一年的工程碩士(M.Eng。)計(jì)劃的學(xué)生完成，而不是通常在幾年內(nèi)進(jìn)行此類研究的博士候選人。 。

“對(duì)于S. sobrinus油田來(lái)說(shuō)，這是一項(xiàng)開創(chuàng)性的工作，因?yàn)樵撚吞镆蛉狈π畔⒍艿嚼_，”Jensen說(shuō)。“在2018年，令人驚訝的是，我們有一整個(gè)[細(xì)菌]物種導(dǎo)致疾病，而且沒(méi)有完整的基因組。然而，一個(gè)雄心勃勃的本科生和M.Eng。學(xué)生團(tuán)隊(duì)在一年內(nèi)完成了測(cè)序。”

今年5月畢業(yè)于學(xué)士學(xué)位的Mia Sales完成了兩個(gè)S. sobrinus種類的集會(huì)。銷售部門還構(gòu)建了其他團(tuán)隊(duì)成員用于執(zhí)行初始基因組組裝的計(jì)算機(jī)。

研究員Will Herbert研究該項(xiàng)目的注釋部分，發(fā)現(xiàn)構(gòu)成S. sobrinus的大約200萬(wàn)個(gè)腺嘌呤(A)，胞嘧啶(C)，鳥嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)核苷酸的基因組。基因組。

該研究的其他貢獻(xiàn)者包括M.Eng。學(xué)生Yuting Du，Amitha Sandur和Naaman Stanley。“這項(xiàng)工作體現(xiàn)了學(xué)生用全新的洞察力綜合他們的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的能力，從而形成了原創(chuàng)的研究出版物，”M.Eng主任Dipanjan Pan教授說(shuō)。程序。

伊利諾伊州團(tuán)隊(duì)已將測(cè)序信息上傳至GenBank公共數(shù)據(jù)庫(kù)，因此全世界的科學(xué)家都可以獲得S. sobrinus基因組信息。他們的研究成果發(fā)表在微生物資源公告雜志上，標(biāo)題為：“遠(yuǎn)緣鏈球菌SL1(ATCC 33478 = DSM 20742)，NIDR 6715(ATCC 27351和27352)和NCTC 10919(ATCC 33402)的完整基因組序列。”