Theo ScienceDaily (22 tháng 12 năm 2011) - Các nhà nghiên cứu ở Đại Học Yale đã phát hiện ra mánh lới phân tử được sử dụng bởi các vi khuẩn để chống lại tác dụng của fluoride, chất thường được sử dụng trong kem đánh răng và nước súc miệng chống sâu răng.
Trong số ra trực tuyến ngày 22 tháng mười hai trên Tạp chí Science Express, các nhà nghiên cứu báo cáo rằng những đoạn thông tin RNA được gọi là riboswitches – tác nhân kiểm soát mã duy tryuền của gen – có khả năng phát hiện sự hiện diện của fluoride và kích hoạt hàng rào phòng thủ của vi khuẩn, bao gồm đóng góp vào việc làm sâu răng.
"Những riboswitches là máy dò nhận biết được fluoride" ông Ronald Breaker, Henry Ford II Giáo sư và Trưởng khoa Sinh học phân tử, tế bào và phát triển và là tác giả chính của nghiên cứu.
Fluor trong kem đánh răng bán không cần kê toa hoặc theo đơn thuốc kem đánh răng được tín nhiệm sử dụng rộng rãi để ngăn ngừa và giảm sâu răng kể từ khi các sản phẩm ra đời vào những năm 1950. Hiệu ứng này phần lớn là do liên kết của Fluor vào men răng, nó đông cứng chống lại axit được sản xuất bởi vi khuẩn trong miệng. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu trong nhiều thập kỷ trước đó cũng biết fluoride ở nồng độ cao là độc hại đối với vi khuẩn, nên đã đề xuất dùng chất này để kháng khuẩn có thể giúp ngăn ngừa sâu răng.
Riboswitches làm vô hiệu hóa tác dụng của fluoride đối với vi khuẩn. Breaker cho biết: "Nếu fluoride sử dụng đến nồng độ độc hại đối với tế bào, riboswitch fluoride túm lấy Fluor và sau đó chúng kích hoạt gen để vượt qua tác dụng của Fluor".
Vì cả hai Fluor và những cảm biến phân tử RNA đều mang điện tích âm nên chúng không thể kết hợp với nhau được, ông lưu ý.
"Chúng tôi đã bị choáng váng khi phát hiện riboswitches cảm biến Fluor", Breaker nói. "Các nhà khoa học ltranh luận rằng RNA là phân tử tồi tệ nhất để sử dụng như một bộ cảm biến florua và chúng tôi đã tìm thấy hơn năm 2000 RNA kỳ lạ này trong nhiều loài sinh vật."
Bằng cách theo dõi riboswitches fluor trong nhiều loài, nhóm nghiên cứu kết luận rằng những RNA là "cổ xưa" có nghĩa là nhiều sinh vật đã phải vượt qua mức độ độc hại của fluor trong suốt lịch sử của nó. Sinh vật từ chi thứ hai của cây phả hệ đang sử dụng riboswitches fluoride và các protein thường xuyên chống lại độc tính của fluor thì hiện diện ở nhiều loài tính từ chi thứ ba trở đi.
"Các tế bào đã chống chọi với độc tính của fluor trong hàng tỷ năm và vì vậy chúng đã phát triển cảm biến chính xác và cơ chế phòng vệ để chiến đấu với ion này", ông Breaker nói (ông cũng là một điều tra viên của Viện Y khoa Howard Hughes). Bây giờ các cảm biến này và cơ chế phòng thủ được biết đến, ông Breaker cho biết, điều này có thể tận dụng cơ chế này, thậm chí làm cho Fluor với nhiều độc tính hơn đối với vi khuẩn. Cảm biến Riboswitches Fluor và protein phổ biến ở vi khuẩn nhưng trở nên "ngây ngô" khi ở trong cở thể người và do đó những hệ thống phòng thủ fluor có thể là mục tiêu của thuốc. Ví dụ, nhóm nghiên cứu Đại học Yale phát hiện ra các kênh protein tuôn ra fluoride của các tế bào. Chặn các kênh này với phân tử khác sẽ gây ra fluor tích tụ trong vi khuẩn, làm cho nó hiệu quả hơn như một kẻ chống sâu răng.
Fluor là nguyên tố phổ biến đứng thứ 13 trong lớp vỏ Trái đất. Nó chiếm tỷ lệ cao ở ngoài tự nhiên trên khắp nước Mỹ và các nơi khác. Việc sử dụng nó trong kem đánh răng và bổ sung vào nguồn nước cấp cho các thành phố trên khắp Hoa Kỳ đã gây ra tranh cãi cách đây 60 năm và tranh cãi vẫn tiếp tục cho đến ngày nay. Ở Vương quốc Anh và ở các nước khác thuộc Liên minh châu Âu, chất fluor được sử dụng ở mức độ thấp hơn rất nhiều do sự phản đối quyết liệt của công chúng.
Những phát hiện mới từ Đại học Yale chỉ hé mở làm thế nào vi khuẩn vượt qua độc tính của fluor. Còn cách thức mà con người chống lại độc tính của fluor ở nồng độ cao vẫn chưa được biết, Breaker cho biết. Ông nói thêm rằng việc sử dụng fluor có lợi ích rõ ràng cho sức khỏe răng miệng và những phát hiện mới không có nghĩa là fluor không an toàn như hiện nay được sử dụng.
Yale tác giả của bài báo bao gồm: Jenny L. Baker, Narasimhan Sudarsan, Zasha Weinberg và Adam Roth.
