Acid Tolerance Response of Streptococcus mutans at Anaerobic Condition

Streptococcus mutans의 혐기적 산 내성도 평가

Streptococcus mutans is one of the primary bacteria that cause dental caries which further result in plaque build up. Acid production resulted from carbohydrate metabolism can threaten survival of the bacteria. However some populations of S. mutans which are exposed to low acidic condition for a period of time would develop resistance and tolerance of cells to acidity that will enhance the chance of survival. Similar acid tolerances has been reported in case of Salmonella enterica serovar typhimurium, E. coli, Shigella flexneri. These acid tolerance responses(ATR) have been evolved in a similar manner as S. mutans. The protein produced in acidic condition has been proven to be important for ATR and confirmed by using chloramphenicol procedure. We hypothesize here that proteins synthesized in response to acid shock and other elements are important for ATR of cells. In this study we have confirmed that S. mutans developed acid tolerance and resistance against anaerobic condition. Mutational DNA analysis responsible for acid tolerance should be additionally required in the future. Since the development of acid tolerance that is essential for the survival of S. mutans and development of dental caries, ATR of S. mutans shoule be farther to prevent dental caries.

Streptococcus mutans는 인간에게 치아우식증을 유발하는 주요 세균으로 구강내에서 치태(plaque)가 형성되고, 탄수화물을 분해하면서 발생되는 유기산에 의해서 생존에 위협을 받게 된다. 하지만 약산성 조건에 노출되어도 산을 경험한 S. mutans는 강산성의 조건에서도 생존할 수 있는 산 저항 및 적응능을 획득하게 된다. 이러한 산 저항능은 Salmonell enterica serovar Typhimurium, E. coli 그리고 Shigella flexneri 등에서 확인 되었던 acid tolerance response(ATR)과 유사한 기작에 의해서 얻어진 것을 알 수 있었다. 이 현상은 산성조건을 경험할 때 유도되는 protein이 주요한 역할을 하는 것을 chloramphenicol 처리에 의해서 알 수 있었다. 동시에 acid shock에 의해서 유도되는 protein 이외에 여러 가지 요소들이 복합적으로 이런 생존 능력을 갖게 하였을 것이라는 가정을 할 수 있게 되었다. 이 연구에 의해서 S. mutans의 혐기적 조건에서의 산 적응기작을 확인하였으며, 산 저항성에 관여하는 유전자의 돌연변이체를 이용한 실험이 추가적으로 필요하다. S. mutans가 구강 내에 생존하는데 필수적인 산 저항기작이 결국 치아우식증 유발의 병독소로 중요한 역할을 하기 때문에 치아우식증의 근본적인 해결을 위한 연구의 일환으로 반드시 시행되어야 할 것으로 생각된다.