Благодаря одному типу бактерий нам не придётся чистить зубы щеткой или зубной нитью
02.09.2025
Эти кластеры иногда называют вторичным метаболизмом микроорганизмов, хотя Чжан предпочитает термин «специализированный», поскольку они способны производить интересные молекулы. Например, специализированные метаболические сети почвенных бактерий являются богатым источником антибиотиков.
«Эти специализированные метаболиты повышают шансы на выживание определенными способами, — поясняет Яо, одна из трех аспирантов Беркли, участвовавших в исследовании и являющихся первыми авторами публикации. — Многие из них действуют как антибиотики, уничтожая другие микроорганизмы, либо участвуют в захвате металлов, при этом помогая бактериям монополизировать ресурсы своей экологической ниши».
«Способность производить подобные вещества особенно важна в условиях микробного сообщества, поскольку позволяет бактериям устранить конкурентов и защитить свои ресурсы».
Однако роль специализированных метаболических сетей и вторичных метаболитов в человеческом микробиоме остается почти неизученной, отмечает Чжан. Два года назад она с коллегами выявила у бактерий полости рта генный кластер, ответственный за синтез ранее неизвестного антибиотика. Они также нашли другой кластер, обеспечивавший производство иного набора молекул, необходимых для формирования биопленки.
Новый генный кластер представляет собой очередное подтверждение значимости вторичных метаболитов микробиома для человеческого здоровья, действуют ли они в полости рта, кишечнике, коже или в любом другом органе. Понимание роли этих склеивающих веществ, получивших название мутаноуклеины, и применение их на практике поспособствует снижению вероятности развития кариеса.
«Мы ищем вещество, связанное с возникновением кариеса. Если однажды мы сможем доказать, что в определенных условиях эта молекула действительно вызывает проблемы и должна быть своевременно уничтожена, появится возможность создания генетических или химических ингибиторов, подавляющих ее выработку. Тогда, надеюсь, бактерии перестанут производить вредные соединения, и количество случаев кариеса снизится», — уверена Чжан.
«Одновременно мы изучаем поддерживающие здоровье молекулы, чтобы предложить простой метод прямого инженерного изменения микрофлоры для увеличения выработки полезных соединений».
Один из видов бактерий, которому мог бы понадобиться стимул, — это Streptococcus salivarius, он оздоровляет полость рта и уже продается в качестве перорального пробиотика. К сожалению, даже будучи эффективным пробиотиком, препарат образует не особо устойчивую биопленку, которая быстро теряет связь с поверхностью зубов.
Чжан предполагает добавить в S. salivarius молекулы, усиливающие биопленку, чтобы проверить, сможет ли бактерия эффективнее функционировать в качестве пробиотика.
«Наша дальнейшая работа заключается в создании общей карты специализированного спектра метаболитов, дабы оценить, что именно создает динамически сложное бактериальное сообщество на зубах», — говорит Чжан.
При этом она отметила, что пока «лучший способ удаления биопленки с зубов — чистка их щеткой. Мы же считаем, что существует лучший способ, но пока только начинаем понимать всю сложность биологических процессов в полости рта».
Источник: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2504492122
