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Articles by Marlise I. Klein in JoVE

 JoVE Immunology and Infection

Ein analytisches Werkzeug-Box für umfassende biochemische, strukturelle und Transkriptom Evaluation of Oral Biofilme von Mutans Streptokokken Mediated


JoVE 2512 1/25/2011

1Center for Oral Biology, University of Rochester Medical Center, 2State Key Laboratory of Oral Diseases, Sichuan University, 3Department of General Medicine, Glostrup Hospital, Glostrup, Denmark, 4Department of Microbiology and Immunology, University of Rochester Medical Center

Biofilme auf der Zahnoberfläche gebildet sind sehr komplex und in denen konstante angeborenen und exogene ökologischen Herausforderungen, die ihre Architektur modulieren, Physiologie und Transkriptom. Wir entwickelten eine Toolbox, um die Zusammensetzung, die strukturelle Organisation und Genexpression von oralen Biofilmen, die auf andere Bereiche der Biofilm-Forschung angepasst werden können zu prüfen.

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Nachweis Von Tannerella Forsythensis (Bacteroides Forsythus) Und Porphyromonas Gingivalis Durch Polymerase-Kettenreaktion Bei Patienten Mit Verschieden Parodontalstatus

Anstieg Der Sondierung Tiefe Ist Mit Einer Höheren Anzahl Von Prevotella Intermedia Genotypen Korreliert

Die Ziele dieser Studie waren die genotypische Vielfalt der Prevotella Intermedia in subgingival Plakette Proben bestimmen mithilfe von zwei Techniken, willkürlich grundiert Polymerase-Kettenreaktion (AP-PCR) und Heteroduplex-Analyse und die Beziehung dieser Vielfalt mit Zunahme der Sondierung Tiefe zu beurteilen.

Genetische Vielfalt Der Kompetenz Gen Loci Im Klinischen Genotypen Von Streptococcus Mutans

Die Frequenzen der 21 Kompetenz-Gene wurden 94 Genotypen von Streptococcus Mutans analysiert. Dazu gehören ein Haupt Regulierungssystem (ComCDE), strukturelle und anderen behördlichen Orthologues in das Genom der Stamm UA159 identifiziert. PCR und Southern-Blot-Analyse ergab, dass alle Gene innerhalb der Art verbreitet sind.

Genetische Vielfalt Und Exoenzyme Aktivitäten Von Candida Albicans Und Candida Dubliniensis Aus Der Mundhöhle Der Brasilianischen Parodontale Patienten Isoliert

Schleimhäute sind den primären oralen Stauseen der Candida-Spezies, aber dieser Arten finden Sie auch im subgingivalen Biofilms. Die vorliegende Studie untersucht die genetische Vielfalt und die Produktion von Exoenzymes von C. Albicans und C. Dubliniensis isoliert von der Mundhöhle systemisch gesunden Patienten mit Parodontitis.

Einflüsse Von Natürlich Vorkommenden Agenten in Kombination Mit Fluorid Auf Gen-Ausdruck Und Die Strukturelle Organisation Des Streptococcus Mutans in Biofilmen

Die Assoziation von bestimmten bioaktiven Flavonoiden und Terpenoids mit Fluorid kann die Entwicklung von Karies Biofilme modulieren, indem gleichzeitig beeinflussen die Synthese von Exopolysaccharides (EPS) und Säureproduktion durch Streptococcus Mutans, die welches die kariostatische Wirksamkeit von Fluorid in-vivo erweitert. In der vorliegenden Studie untersucht wir weiter, ob die biologischen Wirkungen von Kombinationen von Myricetin (Flavonoid), Tt-Farnesol (Terpenoide) und Fluorid die Expression von bestimmten Genen von S. Mutans in Biofilmen und ihre strukturellen Organisation mit Echtzeit-PCR und konfokale Fluoreszenzmikroskopie beeinflussen können.

Extrazelluläre Polysaccharide Matrix--eine Oft Vergessene Virulenz Faktor in Oralen Biofilm-Forschung

Dynamik Der Streptococcus Mutans Transkriptom Als Reaktion Auf Stärke Und Saccharose Während Der Biofilm-Entwicklung

Die Kombination von Saccharose und Stärke im Beisein Oberfläche adsorbierten Speicheldrüsen α-Amylase und bakterielle Glucosyltransferases erhöhen die Bildung eines strukturell und metabolisch unverwechselbaren Biofilms von Streptococcus Mutans. Diese Host-Pathogen-Diät-Interaktion kann die Bildung von pathogenen Biofilme mit Bezug zu Zahnkaries Erkrankung modulieren. Wir führten eine umfassende Studie um weiter zu untersuchen, den Einfluss der Nahrungskohlenhydraten auf S. Mutans-Transkriptom in unterschiedlichen Stadien der Biofilm Entwicklung mit ganzen genomische profiling mit einem neuen computational Tool (MDV) für Datamining. S. Mutans UA159 Biofilme Amylase-aktive Speichel gebildet wurden beschichtet Hydroxylapatit Scheiben in verschiedenen Konzentrationen von Saccharose allein (zwischen 0,25 bis 5 % w/V) oder in Kombination mit Stärke (0,5 bis 1 % w/V). Insgesamt beeinflusst das Vorhandensein von Saccharose und Stärke (Suc + St) die Dynamik von S. Mutans Transkriptom (im Vergleich zu Saccharose allein), die schrittweise Verdauung von Stärke durch Amylase Oberfläche adsorbierten zugeordnet werden kann. Um 21 h Biofilm Formation betrafen die meisten der differentiell exprimierten Genen Zucker-Stoffwechsel, z. B. Hochregulation von Genen, die in Maltose/Maltotriose-Aufnahme und Glykogen-Synthese. Darüber hinaus wurden die GroEL/GroES Chaperone induziert im Suc + St-Biofilm, darauf hinweist, dass Stärke Hydrolysat Umweltbelastung verursachen kann. Dagegen bei 30 h der Biofilm-Entwicklung, mehrere Gene zugeordnet Zucker Aufnahme/Transport (z.B. Maltose), zwei-Komponenten-Systeme, Gärung/Glykolyse und Eisen-Transport wurden differentiell Suc + St-Biofilmen (im Vergleich zu Saccharose-Biofilme) ausgedrückt. Interessanterweise war LytT (Bakterien Autolyse) herraufreguliert, die mit dem Vorhandensein von extrazellulärer DNA in der Matrix von Suc + St-Biofilmen korrelierte. Spezifischer Gene mit Bezug zu Kohlenhydrat-Aufnahme und Glykogen-Stoffwechsel gefunden in Suc + St-Biofilme in mehr als ein Zeitpunkt, Angabe einer Assoziation zwischen der Anwesenheit von Stärke-Hydrolysate und intrazelluläre Polysaccharid-Speicher. Unsere Daten zeigen komplexe Umgestaltung von S. Mutans-Transkriptom in Reaktion auf wechselnde Umweltbedingungen vor Ort, die die Dynamik der Biofilm-Entwicklung und Pathogenität modulieren kann.

Erhöhten Inzidenz Von Karies in Einem Mausmodell Der Zystischen Fibrose

Karies ist der einzelne am meisten verbreitet und kostspielige ansteckende Krankheit weltweit, die mehr als 90 % der Bevölkerung in den USA Die Entwicklung der dental Hohlräume erfordert die Kolonisation von der Zahnoberfläche durch Säure produzierenden Bakterien wie Streptococcus Mutans. Speichel Bikarbonat bildet den wichtigsten Puffersystem, der pH-Wert Herbst generiert durch die Plaque-Bakterien während der Zuckerstoffwechsel neutralisiert. Wir fanden, dass der Speichel-pH in einem Mausmodell der Krankheit Mukoviszidose (CF) stark zurückgegangen ist. Angesichts den engen Zusammenhang zwischen pH-Wert und Karies-Entwicklung, wir die Hypothese, dass Karies Inzidenz im Mausmodell CF erhoben werden könnte.

Einflüsse Der Trans-Trans Farnesol, Eine Sesquiterpenoid Membran-Zielgruppenadressierung Auf Streptococcus Mutans Physiologie Und Überleben in Gemischt-Arten Orale Biofilme

Trans-Trans Farnesol (Tt-Farnesol) ist ein bioaktives Sesquiterpen-Alkohol, häufig gefunden in Propolis (ein Bienenstock-Produkt) und Zitrusfrüchten, das stört der Fähigkeit des Streptococcus Mutans (S. Mutans), virulenten Biofilme bilden. In dieser Studie untersuchten wir, ob Tt-Farnesol Zellmembran Funktion, Säureproduktion und/oder saure Toleranz von Plankton Zellen und Biofilmen von S. Mutans UA159 betrifft. Darüber hinaus den Einfluss des Agents auf S. Mutans Genexpression und Fähigkeit, Form Biofilme in Anwesenheit von anderen oralen Bakterien (Streptococcus Oralis (S. Oralis) 35037 und Actinomyces Naeslundii (A. Naeslundii) 12104) wurde auch geprüft. Im Allgemeinen, Tt-Farnesol (1 Mmol X L(-1)) deutlich erhöhte Permeabilität die Membran-Proton und reduzierter Glykolytische Aktivität von S. Mutans im Plankton Staat und in Biofilmen (P < 0,05). Darüber hinaus aktuelle anwendungen von 1 Mmol x L(-1) Tt-Farnesol zweimal täglich (1 min exposition/behandlung) akkumulation von biomasse reduziert und verhindert ökologische verschiebungen in richtung S. Mutans dominanz innerhalb gemischt-arten biofilmen nach einführung von 1 % saccharose. S. Oralis (ein nicht kariogenen Organism) der wichtigsten arten nach behandlungen mit Tt-Farnesol, wurde fahrzeug-behandelten biofilme meistens S. Mutans enthalten (> 90 % der Gesamtbevölkerung bakterielle). Jedoch der Agent die Expression von S. Mutans Genen Acidogenicity, saure Toleranz oder Polysaccharid-Synthese in den behandelten Biofilme beteiligt nicht erheblich beeinträchtigen. Unsere Daten zeigen, dass die Tt-Farnesol die Wettbewerbsfähigkeit von S. Mutans in einer gemischt-Arten-Umgebung auswirken kann, durch vor allem stören die Membran-Funktion und Physiologie der dieses Bakterium. Diese natürlich vorkommenden Terpenoide könnte ein brauchbarer adjunktive-Agent zu den aktuellen Anti-Biofilm/anti-caries chemotherapeutischen Strategien.

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