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Analysis of stress response mechanism in oral biofilm formation of S. mutans

Research Project

Project/Area Number 19K19265
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

Yasokawa Yuki  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (90732800)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
KeywordsStreptococcus mutans / バイオフィルム / プロテオーム
Outline of Research at the Start

小児歯科臨床において、齲蝕罹患率の低下が認識されているが、齲蝕罹患度は二極化が進んでおり、未だに重症齲蝕を呈する小児も少なくない。主要な齲蝕原性細菌であるS. mutans の菌体表層には多くの病原性の高いタンパクが存在し、それらの発現により口腔バイオフィルムが形成され病原性を発揮している。これらの表層タンパクは、あらゆる環境に対応し発現し続けることにより、バイオフィルム形成能を保っている。本研究の目的は、S. mutans における新たなタンパクを同定しバイオフィルム形成への関与を明らかにすることである。これらの解析を進めることで、新たな齲蝕予防システムを確立することにつながると考えている。

Outline of Final Research Achievements

An important characteristic of Streptococcus mutans, implicated as a primary causative agent of dental caries, is acid tolerance, while the bacterium is also known to survive under acidic conditions, with the molecular chaperone DnaK suggested to be involved in its acid-tolerance mechanism. In this study, S. mutans strains with overexpression (DnaK-o) and suppressed expression (DnaK-s) of the chaperone were constructed and exminations showed strong cell aggregation by the DnaK-o strain under acidic conditions. In addition, the structure of biofilms formed by the DnaK-s strain was sparse as compared to that of those formed by the DnaK-o strain, and those formed by the latter also had significantly greater height. Furthermore, findings regarding DnaK expression indicated the importance of control of cell surface protein expression in regard to biofilm formation. Together, these results suggest that DnaK has an important role related to stress response in biofilm formation by S. mutans.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

小児歯科臨床において、齲蝕罹患率の低下が認識されているが、齲蝕罹患度は二極化が進んでおり、未だに重症齲蝕を呈する小児も少なくない。主要な齲蝕原性細菌であるS. mutans の菌体表層には多くの病原性の高いタンパクが存在しており、それらの発現により口腔バイオフィルムが形成され病原性を発揮することが知られている。口腔バイオフィルム形成に関与するタンパクを検討することで齲蝕の抑制につながると考えている。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2020

All Presentation (1 results)

  • [Presentation] Streptococcus mutans における DnaK の表層タンパク発現への影響と役割2020

    • Author(s)
      吉田衣里, 松三友紀, 森川優子, 仲周平, 高島由紀子, 仲野道代
    • Organizer
      第 58 回日本小児歯科学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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