急性牙周炎背后的细菌。Aggregatibacter actinomycetemcomitans通常在口腔中安静地生活,直到环境导致其变得具有传染性。它形成了花状的菌落,在显微镜下运动着由研究人员添加的彩色污渍。Aa是革兰氏阴性。
最近在一项新的大规模微生物相互作用研究中科学家找到了答案。
由乔治亚理工学院领导的研究发现,与细菌和除口腔以外的任何地方生活的其他微生物配对时,导致急性牙周炎的常见口腔细菌整体表现更好,包括一些常见于结肠或污垢中的微生物。相比之下,来自口腔微生物组的细菌通常与牙龈粘附放线菌(Adregatibacter actinomycetemcomitans)或简称Aa 更加吝啬地共享食物和辅助。
像许多已知感染的细菌一样,它们可能导致Strep-Aa经常和平地生活在口腔中,并且某些情况会使它们变成感染者。美国国立卫生研究院的研究人员和他们的赞助商希望更多地了解Aa如何与其他微生物相互作用,以获得可能最终有助于对抗急性牙周炎和其他疾病的见解。
乔治亚理工学院生物科学学院教授,该研究的首席研究员马文·怀特利说:“牙周炎是寰椎后人类最常见的感染。” “这些虫子每天都会进入你的血液中,并且在口腔卫生差和心脏病流行之间存在着长期的关联。”
不自然的配对
这一发现令人惊讶,因为微生物组中的细菌确实已经进化出错综复杂的相互作用,这使得这些相互作用显得非常慷慨。一些口腔微生物甚至有特殊的停靠点可以与他们的伴侣结合,而之前的许多研究都紧紧围绕着他们的合作。这项新研究范围广泛。
“我们提出了一个更大的问题:微生物如何与它们共同进化的细菌相互作用,而不是它们如何与它们几乎从未见过的微生物相互作用。我们认为它们不会与其他细菌很好地相互作用,但它是相反的。 ,“怀特利说。
该研究的规模庞大。研究人员使用紧急基因标记技术操纵和跟踪Aa的大约2,100个基因,同时将Aa与其他25个微生物配对 - 大约一半来自口腔,一半来自其他身体区域或环境。
他们没有检查口腔微生物组整体,因为多微生物协同作用会使相互作用变得无法估量。相反,研究人员将Aa与另外一个臭虫配对 - Aa加上口腔细菌X,Aa加上结肠细菌Y,Aa加上污垢真菌Z,依此类推。
“我们希望具体了解哪些基因Aa需要在每次合作中生存,哪些基因可以不用,因为它得到了合作伙伴的帮助,”怀特利实验室的博士后研究员,该研究的第一作者吉娜·勒温说。他们将结果发表在“ 美国国家科学院院刊”上。
研究人员研究了感染小鼠时生存所必需的每个Aa基因 - 当Aa是唯一的感染者时,当它与口腔细菌合作时,与结肠,污垢或皮肤的微生物配对时。“当Aa本身存在时,它需要一组基因才能存活 - 就像呼吸氧气一样,”Lewin说。“令人惊讶的是,当Aa使用这种或那种微生物时,它通常不会生存,它不再需要很多自己的基因。另一种微生物正在给它需要的东西,所以它没有让它们成为自己。“怀特利说:“常见的邻居 - 其他口腔细菌之间的相互作用看起来更节俭。” “Aa需要更多自己的基因才能在它们周围生存,有时甚至超过它本身。”
Aggregatibacter actinomycetemcomitans呼吸氧气,但在与其他微生物的某些伙伴关系中,它在缺氧环境中进行了测试。
新兴的遗传标记方法是如何工作的?
为了理解“转座子测序”,将转座子描绘成破坏基因的DNA砖,打破其功能。砖块也粘在基因上,可以通过DNA测序检测,从而标记出这种故障。每堆10,000个Aa细菌在随机基因中都有一块砖。如果Aa的伴侣细菌,比如大肠杆菌,为了破坏功能而获得了松弛,即使受损的基因存活也会增加,并且研究人员检测到含有该基因的细菌数量更多。
Aa幸存下来的基因更多,这意味着合作伙伴微生物正在为它提供更多帮助。伴侣无法补偿的基因破碎的细菌更容易死亡,减少其数量。
这是否意味着口腔微生物组没有独特的关系?
它很可能有它们,但研究结果表明并非所有关系都是合作的。一些微生物组可能有很高的围栏并且稀疏地分享。“一个朋友或敌人可能正在推动你的行为,而其他微生物可能只是站在一起,”Lewin说。吸烟,卫生条件差或糖尿病 - 都与牙龈疾病有关 - 可能会破坏防御性微生物组,并允许外部细菌帮助Aa攻击牙龈组织。现在知道这一点还为时过早,但Whiteley的实验室希望深入研究,这项研究可能会对其他微生物组产生影响。
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