# Virulence Outcomes Pertaining to Streptococcus mutans’ Social Interactions

> **NIH NIH F30** · UNIVERSITY OF ILLINOIS AT CHICAGO · 2020 · $51,320

## Abstract

PROJECT SUMMARY 
     Dental caries is the most prevalent chronic disease in both children and adults, affecting 80–90% of the 
world population3.4. The bacterium, Streptococcus mutans, is the primary causative agent of this disease and is 
frequently found together with Streptococcus sobrinus in situations of more severe dental caries12,18,19. While 
many of the virulence factors contributing to the cariogenicty of S. mutans have been well studied, the 
mechanisms that regulate virulence gene expression has received less attention. Understanding the 
mechanisms by which S. mutans regulates its virulence are critical for developing therapeutic approaches to 
mitigate dental caries. Many bacteria, including streptococci, are known to regulate gene expression through a 
cell-­to-­cell communication mechanism called quorum sensing (QS) 21. Previous work by our lab has 
demonstrated that Rgg-­type QS pathways regulate biofilm formation and virulence expression in 
Streptococcus pyogenes and genetic competence in S. mutans 26, 35. We have identified additional Rgg 
pathways in S. mutans and our preliminary data has identified putative virulence genes controlled by each Rgg 
thereby providing insight on the biological function of Rgg QS circuits. Moreover, the virulence of S. mutans 
may also be influenced through interactions with S. sobrinus. The current proposal will explore the 
mechanisms by which S. mutans regulates gene expression alone and in the presence of S. sobrinus. The 
central hypothesis of this proposal is that virulence gene expression by S. mutans is modulated 
through Rgg-­mediated QS pathways and through its interaction with S. sobrinus. The specific aims of 
this research are (1) Describe regulatory function and chemical signaling for Rgg paralogs in S. mutans. (2)  
Characterize the synergistic effects of S. mutans and S. sobrinus interaction. To elucidate the functional roles 
of each Rgg regulon, we will perform a series of phenotypic experiments, each of which exploits a virulence 
trait suggested by our preliminary data, on rgg deletion mutants. We will then analyze the genome-­wide 
expression profile of each mutant using RNA-­seq to determine gene networks underpinning the phenotypes 
observed and to identify additional transcriptional targets of each Rgg. The influence of S. sobrinus on S. 
mutans’ gene expression will also be assessed. We will preform RNA-­seq on dual-­species biofilms of S. 
mutans and S. sobrinus to determine the influence of this interaction on gene expression. Genetic pathways 
showing differential expression will be top candidates that contribute to interspecies interaction, and mutants of 
these pathways will be generated and tested for their contribution to virulence. It is anticipated that this 
research will delineate critical aspects of S. mutans pathogenesis that will help improve strategies of 
prevention and treatment of dental caries. This research is also an important step in achieving the l...

## Key facts

- **NIH application ID:** 10057352
- **Project number:** 5F30DE026051-05
- **Recipient organization:** UNIVERSITY OF ILLINOIS AT CHICAGO
- **Principal Investigator:** Gabriella Anne Szewczyk
- **Activity code:** F30 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $51,320
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2016-09-16 → 2021-05-10

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/10057352

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 10057352, Virulence Outcomes Pertaining to Streptococcus mutans’ Social Interactions (5F30DE026051-05). Retrieved via AI Analytics 2026-05-23 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/10057352. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*