22 декабря в журнале «Экспресс Наука» (Science express), исследователи опубликовали доклад, в котором говорилось что участки РНК бактерии, называемые «riboswitch», контролирующие экспрессию генов, научились определять повышенную концентрацию фторосоединений, и активировали защитный барьер бактерий, включая тот, который способствует формированию
кариеса.
Участки «riboswitch» в РНК являются своеобразными детекторами, распознающих уровень фторосоединений в среде», - комментирует открытие Рональд Брекер (Ronald Breaker), профессор Департамента молекулярной, клеточной теории и биологии развития, главный автор исследований.
Благодаря фторосоединениям в рецептурных и не рецептурных
зубных пастах, получивших широкое распространение с 50-х годов, разрушение зубов резко замедлилось. Химически связываясь с эмалью зубов, фторосоединения образуют твердый налет, защищающий эмаль от кислот, вырабатываемых бактериями во рту. То, что концентрированные фторосоединения еще и токсичны для бактерий было обнаружено десятилетия спустя, что дало пищу для размышлений некоторым исследователям, ранее предполагавшим, что фторосоединения не только защищают
зубы от повреждений, но и борются с бактериями.
Функция РНК «riboswitches» заключается в противодействии активности соединений фтора попадающих в структуру бактерий. «Если фтористые соединения при попадании, увеличивают уровень токсичности внутри клетки, то «riboswitches» попросту связываются с ними и направляют их в генетическую область, где их действие подавляется», - рассказывает профессор Брекер.
Так как и фтористые соединения и чувствительные молекулы РНК заряжены отрицательно они недолжны взаимодействовать. Однако мы наблюдаем обратное.
«Мы были потрясены, когда обнаружили эти фтористо-чувствительные участки РНК», - говорит Брекер. В ученой среде уже давно принято за истину, что молекулы РНК являются худшим распознавателем фтористых соединений, но к всеобщему удивлению мы обнаружили более 200 таких необычных участков РНК в различных организмах.
Проанализировав действия многочисленных разновидностей riboswitches, команда исследователей признала, что эти участки РНК – результат эволюционной адаптации. Это означает что исторические процессы, происходившие с живыми организмами, также включали в себя процессы с высокой концентрацией фтористых соединений. Две из трех ветвей живых организмов (бактерии и растения) используют фтористо-чувствительные участки РНК и белки, борющиеся с высокой токсичностью, что и наблюдается сейчас у бактерий ротовой полости человека.
«Клетки живых организмов, в том числе и бактерий, должны были противостоять фтористой токсичности миллионы лет, поэтому у них развились характерные сенсоры и защитные механизмы. Сейчас эти защитные свойства уже открыты и теперь перед нами встала задача усиления токсичности соединений, для более эффективного воздействия на зубные бактерии. Так как за человека «заступиться» против фторо-токсичности на генетическом уровне ничего не может, то он не будет восприимчив к усиленным фторосоединениям, которые возможно скоро будут добавляться в зубные средства. Например, наши коллеги из Йельского Университета открыли белковые каналы, через которые «вымываются» фторосоединения. Если нам удастся блокировать эти каналы, то губительной высокой токсичности фтористых соединений зубным бактериям уже не избежать», - поясняет профессор.
Естественно, открытия ведут к практическим результатам: мы надеемся, что скоро изобретем более эффективные зубные пасты и
средства для полоскания рта», - заключил профессор Брекер.