BGC?muf促進(jìn)生物膜的產(chǎn)生。根據(jù)生信分析將先前收集的變形鏈球菌菌株分為8組，以葡萄糖作為碳源時(shí)第一組菌株中如Smu56和Smu57具有較強(qiáng)的生物膜形成能力（圖1）。
第一組菌株同時(shí)含有BGC1和BGC2，在Smu56和Smu57中進(jìn)行基因敲除以探究這兩個(gè)BGC在生物膜形成中的可能作用。BGC1（muf）的敲除導(dǎo)致形成具有松散的海綿狀結(jié)構(gòu)的異常生物膜（圖2a）。此外Δmuf突變體形成的生物膜可以通過輕搖去除（圖2b）。Δmuf突變體在牙齒表面形成的生物膜顯著減少（圖2c），綜上BGC?muf在生物膜形成中發(fā)揮重要作用。
BGC?muf通過增加細(xì)菌細(xì)胞表面疏水性從而促進(jìn)粘附。水的接觸角（θW）可以反映細(xì)菌的疏水性，數(shù)值越高疏水性越強(qiáng)。結(jié)果表明第一組菌株表面更加疏水，3個(gè)Δmuf突變體θW值均降低，說明BGC?muf與細(xì)菌細(xì)胞表面疏水性相關(guān)（圖3a）。細(xì)胞之間的相互作用強(qiáng)于每個(gè)細(xì)胞與水的相互作用，因此細(xì)菌細(xì)胞易于聚集被認(rèn)為是疏水的。隨后作者測定細(xì)胞表面張力參數(shù)和界面相互作用能，進(jìn)一步證實(shí)細(xì)胞表面疏水性的增加促進(jìn)粘附（圖3b-c）。
鑒定muf代謝產(chǎn)物并解析生合成途徑。接下來作者鑒定muf編碼的代謝產(chǎn)物mutanofactin?1-5。NRPS/ PKS雜合途徑負(fù)責(zé)mutanofactin的生物合成（圖4）。
除了生合成關(guān)鍵酶NRPS-PKSs外，BGC?muf還編碼MufA?（4'-磷酸泛肽基轉(zhuǎn)移酶PPT），MufB（II型硫酯酶TE），MufC（轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子）和MufH，-I和-J（ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）（圖4a）。ΔmufB和ΔmufC均降低5的產(chǎn)生，ΔmufHIJ較少損失5，表明MufH，-I和-J負(fù)責(zé)向細(xì)胞運(yùn)輸5（圖5a）。5以濃度依賴的方式影響生物膜的形成和細(xì)菌的聚集（圖5b-c）。將5添加到Δmuf突變體的回補(bǔ)實(shí)驗(yàn)表明以濃度依賴方式恢復(fù)生物膜的形成（圖2a,?c,?圖5d）。此外5促進(jìn)了相關(guān)缺乏muf?BGC樣品中生物膜的形成（圖5e，f）。
一些小分子次級(jí)代謝產(chǎn)物，例如綠膿素，可與eDNA結(jié)合并促進(jìn)eDNA介導(dǎo)的生物膜形成。有鑒于此，作者提出5促進(jìn)生物膜形成的機(jī)制：經(jīng)過生物合成并從鏈球菌分泌后，5與自身和鄰近的鏈球菌結(jié)合，在細(xì)菌細(xì)胞周圍形成表面層。疏水層增加細(xì)菌細(xì)胞表面疏水性，促進(jìn)粘附以及隨后的生物膜形成和生長。此外，5直接與eDNA結(jié)合并促進(jìn)eDNA介導(dǎo)的細(xì)胞聚集和生物膜形成（圖6）。
總之，本文作者發(fā)現(xiàn)NRPS/ PKS雜合途徑生物合成的mutanofactin通過增加細(xì)菌的疏水性促進(jìn)生物膜的形成。本文突顯微生物次生代謝介導(dǎo)齲齒發(fā)展相關(guān)過程的重要性，為齲病的產(chǎn)生、預(yù)防和治療相關(guān)研究提供參考。
