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科学家发现了一种保护细菌免受氟化物伤害的机制
最近審查：01.07.2025
美国耶鲁大学的科学家发现了细菌用来对抗氟化物的分子技巧，氟化物存在于牙膏和漱口水中，可以防止蛀牙。
在《科学快讯》12月刊上，研究人员报告称，控制基因表达的RNA片段（称为核糖开关）可以检测氟化物的积聚并激活细菌的防御机制来抵御其影响，包括促进蛀牙。
“核糖开关是识别氟化物的专门检测器，”分子和细胞生物学系主任、该研究的资深作者亨利福特二世 (Henry Ford II) 教授说。
氟化物是许多牙膏中的一种成分，可以显著减少龋齿的发生。含氟牙膏自20世纪50年代起就已面世。
核糖开关可以抵消氟化物对细菌的影响。“如果氟化物在细胞内积累到毒性水平，核糖开关就会抓住氟化物，然后激活能够阻断其作用的基因，”Brecker说。
“当我们发现能够捕获氟的核糖开关时，我们感到非常震惊，”布雷克说。“科学家们曾认为，RNA分子不适合用作氟传感器，因为氟和RNA分子带负电荷，不应该发生相互作用。然而，我们在许多生物体中发现了超过2000个这样的RNA。”
通过追踪多种细菌的核糖开关，研究小组发现这些RNA是古老的分子，并且许多微生物在其进化过程中已经学会了如何抵抗氟化物的毒性。在人类口腔中茁壮成长的细菌也被证实具有抵御氟化物毒性的核糖开关。
该研究的作者说：“数十亿年来，细胞一直在应对氟化物的毒性，因此它们已经发展出应对机制。” 既然这些防御机制已被揭示，科学家们或许能够操纵这些过程，使氟化物更有效地对抗细菌。耶鲁大学的科学家发现了氟化物被泵出细胞的蛋白质通道。阻断这些通道会导致氟化物在细菌体内积聚，从而更有效地对抗蛀牙。
氟化物是地壳中含量排名第13的元素。60年前，氟化物在牙膏和水处理中的应用引发了一场争议，至今仍在继续。在英国和其他欧盟国家，由于公众的强烈反对，氟化物的使用量大大减少。
过量氟化物对人体健康有重大负面影响。氟化物的积累会从血液淋巴中提取镁，促进骨组织中钙的流失，最终沉积在人体的肌肉、肺和肾脏中。氟盐会在骨骼中积聚，导致骨软骨病，影响牙齿生长的形状、颜色和方向，影响关节的状况和活动能力，以及骨骼的形成。
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