بررسی فنوتیپی و مولکولی تولید بیوفیلم در استرپتوکوکوس موتانس های ایجاد کننده پلاک دندانی

نویسندگان
فاطمه قره خانی
امیرحسین مومن
گروه میکروبیولوژی، دانشگاه علوم پایه، دانشگاه ازاد اسلامی، واحد همدان، همدان، ایران
چکیده
چکیده

مقدمه: پوسیدگی دندان یکی از مهم ترین معضلات جوامع می باشد. فعالیت باکتریهای تولید کننده ی اسید به ویژه بیوفیلم هایstreptococcus mutants اصلی‌ترین عامل ایجاد کننده‌ی این عارضه محسوب می‌شود. ایجاد بیوفیلم های باکتری مذکور منوط به حضور آنزیمی ویژه به نام گلوکان سوکراز یا گلوکوزیل ترانسفراز است که توسط ژن gtf کد می شود. هدف از این مطالعه بررسی ژن های مؤثر gtfB و gtfC باکتری streptococcus mutants در تشکیل بیوفیلم پلاک دندانی می باشد.

مواد و روش ها: در بررسی بیوفیلم با استفاده از روش پلیت میکروتیتر بر روی سطوح پلی استیرنی تشکیل گردید استخراج DNA با استفاده از کیت باکتریهای گرم مثبت سیناژن (Cinna Pure DNA KIT-PR881614) صورت گرفت. جهت بررسی محصول PCR، نمونه ها بر روی ژل آگارز 1درصد منتقل شد .pH بهینه و تاثیر غلظت های مختلف ساکارز بر رشد باکتری به روش کدورت سنجی در طول موج 630 نانومتر با دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه گیری شد.

نتایج: یافته ها نشان داد از 46 نمونه مورد مطالعه 19 جدایه (30/41 درصد) واجد ژن gtfB و 8 مورد (4/17 درصد) واجد ژن gtfC بودند. میزان جذب نوری بیوفیلم تولیدی توسط نمونه ها با یکدیگر متفاوت بوده و بیشترین میزان جذب 43/1 میباشد. در این مطالعه بیشترین میزان رشد باکتری stereptococcus mutants جداشده از پلاک دندان در غلظت 5/0 گرم بر لیتر ساکارز و 5/4 =pH حاصل شد.

بحث و نتیجه گیری: بنابراین قند ساکارز که قند معمول موجود در رژیم غذایی است سبب رشد باکتری stereptococcus mutants، که عامل اصلی پوسیدگی دندان است، می شود.
کلیدواژه‌ها
استرپتوکوکوس موتانس
ژن gtfB
ژن gtfC
بیوفیلم
PCR

عنوان مقاله English

Evaluation of phenotypic and molecular analysis of biofilm production in stereptococcus mutants producing dental plaque

نویسندگان English

fatemeh gharahkhani
amirhossein momen
Department of Microbiology, School of Basic Sciences, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran
چکیده English

Tooth decay is one of the most important problems societie. the activity of acid producing bacteria, especially Streptococcus mutans, is the main cause of this complication. The creation of the biofilms of the bacterium is subject to the presence of a specific enzyme called glucan sucrase or glucosyltransferase, coded by gtf gene. The aim of this study was to evaluate the genes of GtfB and GtfC of Streptococcus mutans in the formation of dental plaque biofilm.

Material & Mthod: . In study, the biofilm was formed on a polystyrene surface using a microtiter plate and stained. In order to confirm Streptococcus mutans colonies, biochemical and fermentative tests were performed. DNA extraction from the kit of gram-positive bacteria (Cinna Pure DNA KIT-PR881614) was used to extract DNA. To evaluate the PCR product, the samples were transferred to 1% agarose gel examined staining. optimum pH and the effect of different concentrations of sucrose on bacterial growth were measured at 630 nm using spectropHotometer.

Results: The results showed that out of 46 samples, 19 isolates (41.30%) had gtfB gene and 8 (17.4%) had gtfC gene. The absorbance of the biofilm produced by the samples is different and the highest absorption is 1.43. In this study, the highest growth rate of Streptococcus mutans isolated from tooth plaque was obtained at a concentration of 0.5 g / L sucrose and pH = 4.5.

Conclusion: Therefore, sucrose sugar, which is commonly found in the diet, causes the growth of Streptococcus mutans

کلیدواژه‌ها English

Streptococcus mutans
Gtfb gene
Gtfc gene
Biofilm
PCR
1. Forssten, S.D., M. Björklund, and A.C. Ouwehand, Streptococcus mutans, caries and simulation models. Nutrients, 2010. 2(3): p. 290-298.
2. Loesche, W.J., Role of Streptococcus mutans in human dental decay. Microbiological reviews, 1986. 50(4): p. 353.
3. Nishimura, J., et al., Biofilm formation by Streptococcus mutans and related bacteria. Advances in Microbiology, 2012. 2(03): p.208.
4. Irague, R., et al., Combinatorial engineering of dextransucrase specificity. PloS one, 2013. 8(10): p. e77837.
5. Ito, K., et al., Crystal structure of glucansucrase from the dental caries pathogen Streptococcus mutans. Journal of molecular biology, 2011. 408(2): p. 177-186.
6. Banas, J.A., Virulence properties of Streptococcus mutans. Front Biosci, 2004. 9(10): p. 1267-77.
7. Monchois, V., R.-M .Willemot, and P. Monsan, Glucansucrases: mechanism of action and structure–function relationships. FEMS Microbiology Reviews, 1999. 23(2): p. 131- 151.
8. Batoni G, Pardini M, Giannotti A, Ota F, Giuca MR, Gabriele M, et al. 2001. Effect of removable orthodontic appliances on oral colonisation by mutans streptococci in children. Eur J Oral Sci; 109(6): 388-92.
9. Facklam R. 2002. What happened to the streptococci: overview of taxonomic and nomenclature changes. Clin Microbiol Rev; 15(4): 613-30.
10. Novak J, Caufield PW, Miller EJ. 1994. Isolation and biochemical characterization of a novel lantibiotic mutacin from Streptococcus mutans. J Bacteriol; 176(14): 4316-20.
11. Fujiwara T, Hoshino T, Ooshima T, Hamada S. 2002. Differential and quantitative analyses of mRNA expression of glucosyltransferases from Streptococcus mutans MT8148. Journal of dental research.;81(2):109-13.
12. Oho T, Yamashita Y, Shimazaki Y, Kushiyama M, Koga T. 2000. Simple and rapid detection of Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus in human saliva by polymerase chain reaction. Oral Microbiol Immunol; 15(4): 258-62.
13. Yoshida A, Kuramitsu H. 2002. Streptococcus mutans biofilm formation: utilization of a gtfB promoter-green fluorescent protein (PgtfB::gfp) construct to monitor development Microbiology; 148(Pt 11): 3385-94.
14. Salehi M, Moradi S, Aghili T, Razavipor R. 2011. Exploration of mutacin genes I/III and II in Streptococcus mutans isolated from Iranian patients. Med Sci J Islamic Azad Univ Tehran Med Branch; 21(2): 89-96. [In Persian].
15. Ghasempour, Mowlana Z, Asghar Pourf et al. 2014. Comparison of Streptococcus mutans and Lactobacillus in 3-5 year old children with dental caries and dental caries. Laboratory sciences. Volume 7. Number 1. 29-34.
16. Soltan Dallal MM, Dargahi H, Mehrani F, Sharifi Yazdi MK, Rahimi Forushani A, Miremadi A. 2013. The role Of streptococcus mutants In dental caries in two groups of sensitive and resistance children age between 3 to 5 tears. Payavard Salamat; 6(6): 467-77. [In Persian].
17. Bozic N, Ruiz2 J, Santin Jl, Vujcic Z. 2011. Optimization of the growth and α-amylase production of Bacillus subtilis IP 5832 in shake flask and laboratory fermenter batch cultures. J Serb Chem Soc.; 76(7): 965-972.