【醫學新知】科學家逐步揭開口腔中生物的謎團

■科學家拼湊12種細胞的DNA片段,完成健康人體口腔中一種細菌的基因組定序。

編譯|劉賢哲

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究竟是什麼細菌讓你得牙周病?

科學家取得部分「生物暗物質」的新資料後,印證一種極相似細菌的基因,是導致嚴重牙齦疾病的元凶。為什麼把口腔中的細菌比喻成暗物質?人類口腔中有60%的細菌無法在實驗室培養,剛完成定序的Tannerella BU063也是如此,所以它的基因組成為人體微生物基因組研究計劃(Human Microbiome Project,簡稱HMP)亟欲取得的「頭號目標」。

BU063與造成牙周病的Tannerella forsythia十分相似,但本研究發現兩者基因組成差異達44%,因此BU063缺乏、但forsythia擁有的基因,將成為日後研究的重點。俄亥俄州立大學(Ohio State University)口腔生物科學研究助理教授暨本研究第一作者柯立夫.畢爾(Clifford Beall)表示:「牙周病患部周圍的細菌與forsythia都有我們要找的基因,但BU063卻沒有。造成牙周病的細菌含有一種特殊的基因複合體,可能與致病能力有關。」

如果牙齦發炎或感染的情況非常廣泛,損壞支撐牙齒的構造,就會造成牙周病。牙周病常見的治療方法包括深層洗牙或進行手術,移除感染的牙周袋,但因為多種細菌會導致牙周病,所以抗生素無法有效治療。

「我們發現的基因差異非常重要,但仍不清楚這些基因的功能,代表我們還不了解為什麼特定細菌會造成牙周病、對牙周病患部的周圍環境了解並不多。在牙周病病灶,許多不同細菌的數量較多,但也不是只要發生牙周病所有這些細菌就會出現。」畢爾在橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)的同事為此研究從一名健康人體的牙齦縫中採集研究樣本,分類出12種單一BU063細菌細胞,並複製各種細胞的DNA後才將樣本寄給畢爾。

畢爾完成12種細胞的基因組定序,再運用細胞基因組片段建構BU063的完整基因組。他說完成基因組定序已是一大成就,但更重要的是更深入了解forsythia。此研究也呼應現有理論,認為forsythia的致病能力與三種基因有關。兩種基因會損害組織與影響免疫反應,第三種為會與人類細胞互動的細胞表面分子。

來自同一個人口腔的12種細胞竟分屬BU063的八種菌株,讓畢爾非常訝異。他表示:「我們原以為口腔中有150-200種細菌,但其實只是20多種變異株,這代表身體中微生物基因組比我們想像的複雜。」

 

 

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 研究出處:Scientists chip away at mystery of what lives in our mouths

譯者:劉賢哲 科教中心特約寫手,從事科普文章編譯。
責任編輯:Kerina Huang

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