Novi virusni entiteti pronađeni u mikrobima ljudi
Analiza baza podataka o nizu otkriva nove kružne RNK genome koji pripadaju “obelisks
Dok prikupljaju i analiziraju ogromne količine genetskih sekvenca od biljaka, životinja i mikroba, biolozi se susreću sa iznenađenjima, uključujući i neke koja mogu izazvati samu definiciju života. Najnovije nova vrsta virusnog entiteta koji nastanjuje bakterije žive u ljudskim ustima i crijevima. Ti “obelisci, kako je nazvao tim Sveučilišta Stanford a koje je otkrio, imaju genome koji se sastoje od petlja RNK .
“To je ludo, kaže Mark Peifer, ćelijski i razvojni biolog na Sveučilištu Sjeverne Karoline na Chapel Hillu. Što više gledamo, to to luđe stvari vidimo.
Još nije poznato utječu li obelisci na ljudsko zdravlje, kaže Matthew Sullivan, integrativni biolog na državnom sveučilištu Ohio, ali mogu promijeniti genetsku aktivnost svojih bakterijskih domaćina, što bi zauzvrat moglo utjecati na ljudske gene.
Većina ljudi zna RNK, ili ribonukleinu kiselinu, kao DNK alter egoferferiranje proteina kodiranih u DNK genu molekularne kuhinje izvan jezgre stanice koje su zajedno s proteinskim aminokiselinama. Ali više od 200 virusa, uključujući one koji uzrokuju gripu, ebolu i COVID-19, zaobilazi DNK, koji se genome sastoje samo od RNK. Njihovi genomi uključuju sekvence koje kodiraju proteine, koji čine virusnu ljusku i ribozime, enzime a oni omogućuju virusu da kopira svoju originalnu RNK jednom unutar stanice.
Znanstvenici još uvijek raspravljaju jesu li virusi živi—oni se mogu replicirati neovisno o stanicama domaćina, ali postoje još jednostavnija stvorenja. Početkom 20. stoljeća, patolozi su naišli na viroide, u osnovi zaraznu petlju RNK bez tipične proteinske ljuske virusa. Viroidni genomi ne kodiraju nikakve proteine, čini se. Viroidi su privukli mnogo interesa jer u interakciji s genoma biljaka, ponekad na razorne načine, uzrokuju štetu i deformaciju u krumpirima, krizantemama i drugim usjevama i cvijećem.
Dugo se smatralo da su virusi ograničeni na biljke, ali postoje neki nedavni dokazi viroidnih kružnih RNK genoma u okviru baza podataka o sekvenca u životinja, bakterijama i drugih oblika života. U novoj potrazi za neotkrivenim RNK genomima, Stanford biolog Andrew Fire, njegov diplomski student Ivan Zheludev i njihove kolege razvili su sofisticirani softver za analizu postojećih kataloga aktivnih gena iz mikroba koji žive u ljudima za sekvence RNK predviđene da čine krugove—;strukturu genetskih materijala u virusima i viroidima. “sam stvarno impresioniran pristupom, kaže kompjuterski biolog Simon Roux iz Instituta za zajedničke genom u Nacionalnom laboratoriju Lawrence Berkeley, koji je radio na papiru iz 2023. godine koji bi nagovijestio da bakterije mogu sadržavati viroide ili slične entitete.
Stanfordska potraga donijela je gotovo 30.000 predviđenih RNK krugova, koji se sastoji od oko 1000 baza i vjerojatno predstavlja poseban obelisk. Malo je vjerojatno da će biti virusi bona fide, zaključio je tim, jer RNK virusi obično imaju mnogo više baza. Ali neki od obelisk sekvenca kodiranih proteina su uključeni u replikaciju RNK, što ih čini složenijim od standardnih viroida. Kao i viroidi, međutim, obelisci ne čine se da ne kodiraju proteine koji čine ljusku. Roux kaže da je potreban daljnji rad kako bi se vidjeli koliko su različite obeliske od viroida i drugih čestica viroidnih čestica.
Među ispitanim mikrobnim bazama podataka, slijede obelisk pronađene su u 7% bakterija ljudskog crijeva i u polovici bakterija u ljudskim ustima. A obelisci u mikrobima iz različitih dijelova tijela imaju karakteristične sekvence, Fire i kolege izvješćuju u svom preprinu, koji je objavljen 21. siječnja na bioRxiv.
Budući da obelisci sadrže gene koji su za razliku od bilo kojeg do sada otkrivenih u drugim organizmima, oni se sastoje od klase različitih RNA koji su kolonizirali i otišli nepripaženo u, ljudskim i globalnim mikrobiomes, piše tim. (Vatra i drugi suautori na pripremu odbili su komentirati svoj rad.)
Mislim da je ovaj [rad] još jedan jasniji pokazatelj da još uvijek istražujemo granice ovog viralnog svemira, kaže Roux, koji također traži nove vrste virusnih entiteta i pomogao sastavu baze podataka od više od 15 milijuna relevantnih sekvenca.
Jedno veliko pitanje je jesu li se virusi razvili iz sve složenijih viroida i obeliska, ili su se prvi pojavili, a zatim degenerirani u te jednostavnije strukture. Ovo je jedan od najuzbudljivijih dijelova boravka na ovom području upravo sada, kaže Roux: Možemo vidjeti sliku dugoročnog razvoja virusa na Zemlji kako se polako pojavljuje.
HOP
