Стоматолог

Ученые выяснили, как бактерия пародонтита образует зубной налет

Ученые из Японии раскрыли механизм формирования зубного налета бактерией P. gingivalis. Используя метод криоэлектронной микроскопии, они увидели, как нитевидные структуры бактерии цепляются за ткани.
Автор Наука Mail
Нити филамента
Ученые использовали криоэлектронную микроскопию — специальный метод, который позволяет «увидеть» очень мелкие структуры, — чтобы получить объемную картинку белка Mfa1. На этой картинке видно, как четыре части (субъединицы) белка соединяются вместе и образуют фрагмент нити (филамента)Источник: Communications Biology

Ученые из Японии выяснили, как бактерия P. gingivalis, вызывающая болезни десен, участвует в образовании зубного налета. Это важно, потому что от пародонтита страдает большое число людей — например, в Японии около 80% взрослых старше 30 лет либо болеют, либо рискуют заболеть.

В исследовании, опубликованном в журнале Communications Biology, ученые из нескольких университетов использовали криоэлектронную микроскопию — метод, который позволяет увидеть структуры почти на уровне отдельных атомов. С его помощью ученые детально рассмотрели филаменты Mfa — нитевидные выросты бактерии, с помощью которых она цепляется за ткани человека и другие микробы. Основу этих нитей составляют белки Mfa1, которые соединяются друг с другом, образуя длинные прочные структуры.

Сборка филаментов
Филаменты Mfa собираются по особому механизму — его называют «сборкой путем обмена нитями». У каждой белковой частички (субъединицы) есть два конца — один называют N‑концом, другой — C‑концом. Когда специальный фермент (протеаза) обрабатывает N‑конец белка Mfa1, в C‑конце происходит перемена формы — там появляется своеобразная «бороздка». В эту бороздку встраиваются соседние нити, сцепляясь друг с другом. Так шаг за шагом формируется прочная нить — зрелый филамент Mfa. Похоже, по такому же принципу собираются и другие похожие нити (пили Fim), значит, это, скорее всего, общий способ их сборкиИсточник: Communications Biology

Исследователи воссоздали сборку этих белков в лаборатории и выяснили, что важную роль в формировании нитей играет особый участок белка (С‑конец) и процесс — обмен нитями. Кроме того, внутри филамента ученые обнаружили ионы кальция. Вероятно, связывание кальция помогает бактерии прятаться от иммунной системы.

Также ученые смоделировали на компьютере, как нити Mfa взаимодействуют с другой бактерией — Streptococcus gordonii, которая часто соседствует с P. gingivalis в зубном налете. Знание таких связей открывает путь к созданию препаратов, способных блокировать прикрепление бактерий и мешать образованию налета.

Опасность P. gingivalis не ограничивается деснами: ее связывают с целым рядом серьезных заболеваний — от диабета и пневмонии до болезни Альцгеймера и сердечно‑сосудистых патологий.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что мини-робот упростит лечение у стоматолога.