Nepoznati molekularni entiteti pronađeni u ljudskom telu: Misterija pomera granice biologije

Istraživanje sprovedeno na Stanford univerzitetu ukazuje na postojanje do sada nepoznatih molekularnih entiteta u ljudskom organizmu, koji nisu ranije bili opisani u naučnoj literaturi. Istraživači su ih nazvali obeliscima u studiji objavljenoj u Open Archive, a njihovo otkriće otvara nova pitanja o granicama između živih sistema i genetskih struktura koje deluju unutar mikrobioma čoveka, navodi Popular mechanics.

Otkriće obeliska zasniva se na analizi ogromnih zbirki genetskih podataka iz ljudskog mikrobioma — zajednice bakterija, virusa, gljivica i njihovih genetskih informacija koje žive u našim ustima i crevima. Istraživači su koristili napredne bioinformatičke metode da identifikuju prstene RNA molekula kružnog oblika koji se spontano organizuju u tanke, štapićaste strukture. Uprkos beskonačno maloj veličini, te molekule sadrže genetske informacije koje se mogu čitati i potencijalno korišćenjem ćelijskih mehanizama prenositi poruke.

Preporučujemo

Obelisci poseduju osobine koje ih jasno izdvajaju i od klasičnih virusa i od viroida, najmanjih poznatih infektivnih genetskih struktura koje se uglavnom vezuju za biljke. Za razliku od virusa, nemaju proteinski kapsid, ali se istovremeno razlikuju i od viroida jer njihova kružna RNA sadrži sekvence koje ukazuju na sposobnost kodiranja proteina. Upravo zbog te kombinacije osobina, ovi entiteti se ne uklapaju u postojeće mikrobiološke kategorije i opisuju se kao viroidima slični genetski oblici.

U različitim delovima tela obelisci su otkriveni u različitim učestalostima — u analizi podataka javno dostupnih zbirki obeliscirano je prisustvo u značajnom broju uzoraka iz usne šupljine i u crevnom mikrobiomu. Štaviše, identifikovane su desetine hiljada različitih tipova obelisk RNA sekvenci, što ukazuje da je ovaj fenomen široko rasprostranjen širom sveta i unutar različitih populacija ljudi.

Jedno od ključnih pitanja koje ovo otkriće otvara odnosi se na samu definiciju života. U biologiji ona već decenijama ostaje predmet rasprava, naročito kada je reč o entitetima poput virusa, koji nemaju sopstveni metabolizam i za razmnožavanje se oslanjaju na ćelijske mehanizme domaćina, ali se ipak smatraju graničnim oblicima živog.

Obelisci dodatno komplikuju ovu sliku, jer njihova genetska organizacija ne pokazuje jasnu srodnost ni sa virusima ni sa viroidima, što ukazuje na mogućnost postojanja do sada neprepoznate kategorije genetskih entiteta, sposobnih da dugo ostanu skriveni u okviru mikrobioma.

Obelisci su građeni od kružne RNK, dužine oko hiljadu nukleotida, bez proteinskog omotača, ali sa jasno definisanim otvorenim čitajućim okvirima koji omogućavaju sintezu do sada nepoznatih proteina, nazvanih oblinima. Njihova biološka uloga još nije razjašnjena, kao ni način na koji utiču na bakterije unutar mikrobioma, a posredno i na funkciju ljudskog organizma. Otkrivanje pojedinih obeliska unutar bakterijskih vrsta, poput Streptococcus sanguinis, ukazuje na mogućnost da su ovi entiteti aktivno uključeni u dinamiku mikrobiomskih zajednica, iako priroda tih interakcija tek treba da bude istražena.

Obelisci nisu retka pojava: pronađeni su u uzorcima genetskih podataka iz različitih delova tela, najčešće u ustima i crevima, ali i u drugim mikrobiomskim zajednicama. Neki tipovi obeliska mogu se zadržavati kod istog pojedinca tokom dužeg vremenskog perioda, što ukazuje da ne predstavljaju prolaznu pojavu, već stabilan sastavni deo mikrobioma.

Za sada nije jasno da li ti entiteti imaju ikakav direktan efekat na ljudsko zdravlje — pozitivno, negativno ili neutralno. Neki naučnici smatraju da bi mogli biti pasivni stanovnici našeg mikrobioma, dok drugi ne isključuju mogućnost da utiču na ponašanje bakterijskih zajednica ili čak na ljudske ćelijske procese. Otkrivanje njihovog načina replikacije, interakcija sa bakterijama i eventualne uloge u zdravstvenim procesima predstavlja glavni fokus budućih istraživanja.

Otkriće obeliska otvara niz važnih pitanja u biologiji. Pre svega, pokazuje da naš mikrobiom može skrivati još nepoznatih genetskih entiteta sa složenim svojstvima. Takođe znači da postoje oblici genetskog materijala koji ne potpadaju lako ni pod virusnu ni pod ćelijsku kategoriju, što zahteva redefinisanje granica pojma „život“ na molekularnom nivou.

Naučnici sada tragaju za odgovorima na osnovna pitanja: kako se obelisci replikuju, da li utiču na metaboličke funkcije bakterija kako bi indirektno uticali na nas, i kakvo je njihovo evoluciono poreklo. Ovo otkriće predstavlja početak nove faze u proučavanju mikrobioma — unutrašnjeg sveta naše biologije koji je do sada ostao u velikoj meri neistražena.

(Telegraf Nauka / Popular mechanics)