Благодаря одному типу бактерий нам не придётся чистить зубы щеткой или зубной нитью

02.09.2025

Микробиом ротовой полости состоит из сотен разных видов бактерий, многие из которых «поселяются» на зубах, формируя налет. До сих пор научные изыскания были сосредоточены на выявлении видов, производящих разрушительную для зубной эмали кислоту.

Постепенно выяснилось, что тот или иной вид не является однозначно полезным или вредным. Отдельные виды могут иметь сотни различных вариантов, называемых штаммами, отличаясь своими способностями в отношении кариеса.

Венцзун Чжан (Wenjun Zhang), профессор химического и биомолекулярного инжиниринга Калифорнийского университета, в ходе своих опытов пытается отделить полезные бактерии ротовой полости от вредных, вызывающих кариес, чтобы затем, увеличив долю первых, способствовать формированию пробиотического микробиома.

Вместо фокусировки на видах или штаммах, Чжан и ее научная группа сканируют ДНК-последовательности всех бактерий ротовой полости в поисках генных кластеров, связанных с кариесом.

В статье, опубликованной 19 августа 2025 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи сообщили о выявлении такого кластера. Он производит две молекулы, совместно помогающие бактериям ротовой полости — и хорошим, и плохим — держаться вместе и формировать на зубной поверхности прочную биопленку.

Этот генный кластер обнаружен лишь у некоторых, а не у всех штаммов известных вредоносных бактерий ротовой полости, включая Streptococcus mutans, главного виновника разрушения зубов. Чжан видит возможность внедрения этот кластера в полезные бактерии, чтобы помочь им закрепляться на зубах и вытеснять вырабатывающие кислоты бактерии, деятельность которых приводит к кариесу и прочим заболеваниям зубов.

Работа была поддержана Национальным институтом стоматологических и челюстно-лицевых исследований Национального института здоровья (грант № R01DE032732).

Специализированный метаболизм

Данный генетический кластер был найден путем анализа онлайн базы данных множества метагеномных последовательностей микробных сообществ, выделенных из образцов, полученных у добровольцев. Аспирант Университета Калифорнии Маккенна Яо (McKenna Yao) провела статистический анализ для выявления кластеров, связанных с заболеваниями полости рта, а затем культивировала бактерии для дальнейшего изучения и идентификации вырабатываемых ими метаболитов.

Метаболиты представляют собой небольшие молекулы, состоящие из коротких аминокислотных цепочек — пептидов — и жирных кислот, липидов. Одна молекула действует подобно клею, соединяя клетки вместе в комочки, тогда как другая функционирует скорее как нить, позволяя клеткам образовывать цепи. Вместе они обеспечивают способность бактерий создавать сообщества — тот самый клейкий слой на зубах.

Обнаруженный генный кластер включает около 15 сегментов ДНК, кодирующих белки, усилители и факторы транскрипции, действующие как автономные метаболические кассеты — альтернативный путь метаболизма, не обязательный для выживания самих бактерий, однако оказывающий значительное влияние на окружающую среду, такую, например, как поверхность зубов.