W ludzkim układzie pokarmowym znaleziono zupełnie nową klasę obiektów. Czym są obeliski?

W tym artykule:

1. Obelisk – mniej niż wirus
2. Więcej niż wiroid
3. Nowy mieszkaniec człowieka?

Nie jesteśmy sami. Kluczowym elementem naszego układu pokarmowego jest mikroflora jelitowa, zwana też mikrobiotą czy mikrobiomem. To miliardy mikroorganizmów wspierających trawienie oraz utrzymujących cały organizm w równowadze. Nasze jelita zasiedlają przede wszystkim bakterie, ale też grzyby i wirusy.

Czym dalej w układzie pokarmowym, tym jest ich więcej. „Większość z 10–100 bilionów mikroorganizmów występujących w ludzkim przewodzie pokarmowym żyje w okrężnicy” – pisali autorzy artykułu „The Human Microbiome Project” opublikowanego w „Nature” w 2007 r. Bakterie stanowią większość masy naszego kału.

Wszystko wskazuje jednak, że znajdują się one w sytuacji podobnej do naszej – są gospodarzami dla innych, mniejszych od nich bytów. W serwisie bioRxiv ukazał się preprint artykułu naukowego, którego autorzy donoszą o odkryciu tzw. obelisków. Obeliski to unikatowe nici RNA, „żyjące” wewnątrz bakterii występujących w naszych jelitach i ustach. Nie wiadomo jeszcze, w jaki sposób wpływają na naszą mikroflorę jelitową ani – pośrednio − na nas.

Obelisk – mniej niż wirus

Obeliski wyglądają na zupełnie nową klasę „bytów”. Nie są wirusami. Wirusy składają się z materiału genetycznego – w przypadku grypy, Eboli czy SARS-CoV-2 to tylko nić RNA – zamkniętego w kapsydzie, czyli powłoce białkowej. RNA zawiera przepis m.in. na białka tworzące kapsyd. Dzięki niemu wirus może przetrwać poza komórkami, wewnątrz których się rozmnaża.

Wirusy zombie z wieloletniej zmarzliny mogą wywołać nową pandemię. Tak twierdzi jeden z ich odkrywców

W zmarzniętej ziemi na północy Ziemi mogą kryć się śmiertelnie niebezpieczne patogeny sprzed tysięcy lat. Możliwe jest, że to one staną się przyczyną następnej globalnej pandemii, ost...

Długo zastanawiano się, czy wirusy można nazwać organizmami żywymi. Ta dyskusja skomplikowała się, kiedy patolodzy roślin natrafili na jeszcze prostsze „istoty”. Tzw. wiroidy to patogeny roślin, atakujące ziemniaki czy lucernę. Składają się zaledwie z jednej kolistej pętli RNA zbudowanej z maksimum 400 zasad. Nie mają kapsydu i nie kodują żadnych białek. Mimo to potrafią się samoreplikować.

Więcej niż wiroid

Naukowcy przypuszczali, że wiroidy występują tylko wewnątrz komórek roślin. Jednak w bazach danych zbierających zsekwencjonowane geny zwierząt i bakterii też zaczęły pojawiać się inne zamknięte, koliste nici RNA. To skłoniło naukowców z Uniwersytetu Stanforda do przeszukania katalogów aktywnych genów bakterii żyjących wewnątrz ludzkiego organizmu. Specjalnie napisane oprogramowanie szukało fragmentów RNA, które tworzyłyby pętle podobne do tych, jakie występują w wiroidach i wirusach.

Poszukiwania zakończyły się sukcesem. Naukowcy znaleźli aż 30 tys. pętli RNA układających się w symetryczne, przypominające pręt struktury. Nazwali je obeliskami. Obeliski znaleziono w 10 proc. mikrobiomu, który przebadano.

Nowy mieszkaniec człowieka?

Każdy obelisk składa się z około 1000 zasad – czyli jest ponad dwa razy większy od wiroidu. Inaczej niż wirusy nie ma płaszcza białkowego. Jednak RNA niektórych obelisków zawierało sekwencje kodujące białka związane z replikacją kwasu rybonukleinowego. Najwyraźniej twory te stanowią ogniwo pośrednie między wirusami a jeszcze prostszymi formami.

Obeliski występowały aż w 50 proc. bakterii żyjących wewnątrz jamy ustnej. Znaleziono je również w 7 proc. bakterii jelitowych. Naukowcy wytropili jedną konkretną bakterię-gospodarza. Była to bakteria Streptococcus sanguinis, wchodząca w skład flory jamy ustnej. Zasiedlający ją obelisk składał się z 1137 zasad.

Naukowcy stwierdzili, że obeliski zawierają unikatowe geny, niepodobne do jakichkolwiek znalezionych dotychczas w żywych organizmach. Jak napisali badacze: „[Obeliski – przyp. red.] stanowią klasę różnorodnego RNA, które skolonizowało, i pozostało niezauważone, w ludzkich i globalnych mikrobiomach”. Jak skolonizowało? Tego jeszcze nie wiadomo. Nie odkryto bowiem żadnego mechanizmu, który pozwoliłby obeliskom przenosić się między komórkami bakterii.

Źródła: Science.org, bioRxiv, ScienceAlert, Nature

Szukasz więcej fascynujących informacji na temat świata roślin i zwierząt, odkryć archeologicznych i nieskończonego Wszechświata? Zaprenumeruj magazyn „National Geographic Polska". Najnowszą ofertę znajdziesz na tej stronie.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com