Дифференциальные профили экспрессии генов ftf, gtf и vicR Streptococcus mutans при наличии пищевых углеводов в ранней и поздней экспоненциальных фазах роста

Кариес зубов — одно из наиболее распространённых инфекционных заболеваний человека. Streptococcus mutans — основная патогенная бактерия, ассоциированная с кариесом зубов, — продуцирует ряд внеклеточных ферментов, метаболизирующих сахарозу, включая глюкозилтрансферазы (GTFB, GTFC и GTFD) и фруктозилтрансферазу (FTF). Совместное действие этих ферментов необходимо для сахарозозависимой адгезии клеток и формирования биоплёнки. Глобальный регулятор ответа VicR играет важную роль в регуляции экспрессии ftf и gtf у S. mutans в ответ на различные стимулы. Для количественной оценки относительных уровней транскрипции ftf, gtfB, gtfC, gtfD и vicR у S. mutans в присутствии различных пищевых углеводов — сахарозы, D-глюкозы, D-фруктозы, D-глюцитола (D-сорбитола), D-маннита и ксилита — использовали полимеразную цепную реакцию с обратной транскрипцией в режиме реального времени. Экспрессия ftf была наиболее высокой в поздней экспоненциальной фазе роста в присутствии сорбитола и маннита. Экспрессия gtfB была высокой в присутствии всех перечисленных углеводов, кроме ксилита, в ранней экспоненциальной фазе роста, а также в присутствии глюкозы и фруктозы в поздней экспоненциальной фазе роста. Аналогично gtfB, экспрессия gtfC в ранней фазе роста повышалась в присутствии всех исследованных углеводов, кроме ксилита, а в поздней фазе — кроме глюкозы и фруктозы. Кроме того, в ранней экспоненциальной фазе роста влияния маннита на экспрессию gtfC не наблюдалось. Экспрессия gtfD изменялась в меньшей степени по сравнению с gtfB и gtfC; её повышение отмечалось преимущественно в присутствии сорбитола, глюкозы, маннита и ксилита в ранней экспоненциальной фазе роста, а также маннита в поздней фазе. Экспрессия vicR повышалась только в присутствии ксилита в поздней экспоненциальной фазе роста, тогда как в ранней фазе она снижалась. Полученные данные показывают, что пищевые углеводы существенно влияют на транскрипцию ftf, gtfB, gtfC и gtfD, но в меньшей степени — на транскрипцию vicR. Сорбитол и маннит, считающиеся некариесогенными заменителями сахара, могут косвенно влиять на развитие кариеса, способствуя формированию биоплёнки за счёт усиления экспрессии gtfs и ftf. Эти результаты указывают на наличие регуляторных контуров, контролирующих экспрессию генов экзополисахаридов у S. mutans.