細菌の信号を妨害する酵素、歯垢を健康に関連する菌種へ移行させる

サイエンスデイリーによると、研究者らは化学シグナルが歯垢をどのように形作るか、また、より健康な口腔細菌群集を支えるためにそれらのシグナルを操作できるかどうかを調べた。この研究は2025年にnpj Biofilms and Microbiomesに掲載された。チームには生物科学部と歯学部の研究者が含まれていた。

サイエンスデイリーは、口内には約700種の細菌が生息していると報じた。これらの微生物の多くは、クオラムセンシングと呼ばれる過程を通じて化学シグナルを交換しており、これにより細菌は近接する細胞が何個存在するかを検知し、集団行動を調整できる。一部の口腔細菌は、N-アシルホモセリンラクトン（AHL）として知られる分子を使ってコミュニケーションを取る。

研究者らは、歯垢中の細菌が、酸素が利用できる歯肉線より上のような好気環境でAHLシグナルを産生することを見いだした。酸素レベルがはるかに低い歯肉線より下の嫌気環境に生息する細菌は、同じメッセージを検知できた。サイエンスデイリーは、このつながりが重要だったと報じた。なぜなら、歯肉線より下の環境は歯周病（歯ぐきの病気）に関連する細菌に有利に働き得るからだ。

次にチームは、ラクトナーゼと呼ばれる特殊な酵素を用いてAHLシグナルを除去した。ラクトナーゼはこれらのコミュニケーション分子を分解し、細菌同士の会話を中断させる。研究者らがAHLシグナル伝達を妨害すると、歯垢の群集は口腔の健康により強く関連する菌種へ移行した。

「歯垢は、森林の生態系によく似た順序で発達する」と、生物科学部准教授でこの研究の上級著者であるミカエル・エリアス氏は述べた。同氏によると、ストレプトコッカスやアクチノミセスなどの先駆菌種が最初に定着し、一般に無害で、良好な口腔の健康に関連する。一方、後から定着するものには、ポルフィロモナス・ジンジバリスなどの「レッドコンプレックス」細菌が含まれ、これらは歯周病と強く関連しているという。エリアス氏は、細菌がコミュニケーションに用いる化学シグナルを妨害すれば、歯垢の群集を健康に関連する段階にとどめる、またはそこへ戻すことができる可能性があると述べた。

サイエンスデイリーは、この知見は、慎重に選ばれた酵素が将来、歯垢の構成を変えるために使われる可能性を示唆していると報じた。同報道によると、そのような酵素は口内の微生物のより健康なバランスを維持するのにも役立つ可能性がある。