Nasze jelita zasiedlają niezliczone mikroorganizmy. To głównie bakterie, ale też grzyby i wirusy. W niedawnych badaniach znaleziono coś jeszcze. Naukowcy natknęli się na nieznane dotychczas wirusopodobne obiekty, które zostały przez nich nazwane „obeliskami”. Obecnie nie jest do końca jasne, czym są i jakie mają funkcje.
Zbierając i analizując ogromne ilości sekwencji genetycznych roślin, zwierząt i drobnoustrojów, biolodzy wciąż napotykają na niespodzianki. Najnowsza dotyczy nieznanego wcześniej tworu wirusopodobnego, który zamieszkuje wewnątrz bakterii bytujących w naszych jelitach i jamie ustnej. Stojący za odkryciem zespół naukowców z Uniwersytetu Stanforda nazwał te twory „obeliskami”.
Badania nie przeszły jeszcze procesu recenzji, ale można się z nimi zapoznać w bazie pre-printów bioRxiv (DOI: 10.1101/2024.01.20.576352).
Odkryte właśnie „obeliski” to maleńkie fragmenty RNA, mniejsze od wirusów, które kolonizują bakterie zamieszkujące w ludzkich jelitach i i jamie ustnej. Należą do najmniejszych znanych elementów przekazujących informacje możliwe do odczytania przez komórkę, a kodowane przez nie sekwencje są nowością w nauce.
„Obeliski” przypominają nieco wiroidy – najmniejsze znane patogeny roślin. Nie mają one osłony białkowej, czyli kapsydu i nie kodują białek. Składają się z jednej zamkniętej kolistej nici RNA. Odkryto je w latach 70. ubiegłego wieku u roślin, ale z biegiem lat wykazano obecność wiroidopodobnych tworów u zwierząt i grzybów, a w badaniach sprzed roku uznano, że mogą one być również obecne w bakteriach. Wiroidy cieszą się dużym zainteresowaniem, ponieważ wchodzą w interakcję z genomami roślin, czasami w wyniszczający sposób, powodując na przykład karłowacenie czy deformację ziemniaków, chryzantem oraz innych upraw i kwiatów.
Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda w Kalifornii przeszukali bazy danych RNA w poszukiwaniu podobnie wyglądających struktur. Przygotowali w tym celu specjalny program, który im to ułatwił. I znaleźli „obeliski”. Wyszukiwanie dało blisko 30 tys. struktur zbudowanych z zamkniętych, kolistych nici RNA. Każda z nich składa się z około 1000 zasad i prawdopodobnie reprezentuje odrębny „obelisk”.
„Obeliski” mają podobny kształt co wiroidy, jednak ich sekwencje genetyczne są bardzo różne, co sugeruje, że stanowią odrębną, ale pokrewną grupę. Badacze ustalili też, że niektóre sekwencje „obelisków” kodowały białka biorące udział w replikacji RNA, co czyni je bardziej złożonymi niż standardowe wiroidy. Jednak podobnie jak wiroidy, obeliski nie wydają się kodować białek tworzących otoczkę.
W bazach danych dotyczących ludzkich drobnoustrojów sekwencje obelisków znaleziono u blisko 7 proc. bakterii jelitowych człowieka i u połowy bakterii występujących w ludzkiej jamie ustnej. Na przykład w 472 próbkach pochodzących z Ameryki Północnej 6,6 proc. osób posiadała „obeliski” w mikroflorze jelitowej, a 53 proc. badanych miało je w bakteriach jamy ustnej. Okazuje się zatem, że „obeliski” są szeroko rozpowszechnione na świecie.
Ponieważ obeliski zawierają geny niepodobne do żadnych odkrytych do tej pory u innych organizmów, „stanowią klasę różnorodnych RNA, które skolonizowały ludzkie i globalne mikrobiomy i pozostały niezauważone” – napisali autorzy w publikacji. Mowa tutaj o kolonizacji, ale uczeni nie znaleźli jak dotąd żadnego mechanizmu, który by im to umożliwiał.
Wydaje się, że „obeliski” zawierają instrukcje do budowy nowej klasy białek. Zajmują co najmniej połowę ich materiału genetycznego. Ponieważ białka te są bardzo podobne we wszystkich „obeliskach”, badacze podejrzewają, że mogą brać udział w procesie ich replikacji.
Obecnie nikt nie wie, czy twory te wpływają w jakiś sposób na zdrowie ludzi. Zasiedlają bakterie, przynajmniej część z nich, dlatego też mogą wpływać na ludzki mikrobiom. Naukowcy ustalili, że jednym z ich żywicieli jest pospolita bakteria występująca w jamie ustnej - Streptococcus sanguinis. Odkrycie „obelisków” wznowiło też debatę, czy wirusy wyewoluowały z wiroidów, czy też wiroidy wyewoluowały z wirusów. „Obeliski” mogą być częścią tej układanki.
Źródło: Nature, Science, Live Science, fot. U.S. Government Image/ CC0/ Raw Pixel
