Elucidation of S. mutans signal transduction system based on ATP-binding cassette transporter

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K17228
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Goto Kana 岡山大学, 大学病院, 助教 (90846495)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: Streptococcus mutans / バイオフィルム / ABCトランスポーター

Outline of Final Research Achievements

Using ATP-binding cassette (ABC) transporter deficient mutant strains, the present study found that Streptococcus mutans ABC transporters are related to biofilm formation. The amount of biofilm formed by deficient mutant strains was lower than that formed by the parental strain, while the structure of biofilm formed by deficient mutant strains was more coase as compared to that by the parental strain. Additionally, minimum inhibitory concentration findings indicated that the mutant strains had increased susceptibility to vancomycin, chloramphenicol, and tetracycline. Furthermore, the expression level of ABC transporter genes was not altered by addition of a competence-stimulating peptide (CSP).
These results suggest involvement of transporters in biofilm formation and cell membrane transport, especially drug transport. However, rather than a two-component CSP-related signal transduction system, a yet elucidated system may be involved in ABC transporter regulation.

Free Research Field

小児歯科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

S. mutans のABCトランスポーターは，限られた栄養源の中で必要なものを取り込み，不必要なものを排出するため，S. mutansはあらゆる環境で生育しバイオフィルムを形成し続けることが可能である。本研究において，着目したABCトランスポーターはバイオフィルム形成に関与し，抗菌薬輸送にも関連することが明らかとなった。しかしながら，着目したABCトランスポーターはCSP以外のシグナル伝達システムによって制御されている可能性が示された。今後，ABCトランスポーターの関与するシグナル伝達システムのメカニズムおよび発現抑制方法を検討することで，新たな齲蝕予防システムの確立に繋がると考えている。