Организм скрывал это десятилетиями: обнаружены структуры, которые не должны существовать

Внутри человеческого организма продолжают находить то, что ещё недавно казалось невозможным. Новое открытие в области микробиологии заставляет учёных пересматривать границы жизни и представления о том, какие формы она может принимать. Речь идёт о молекулярных структурах, которые не вписываются ни в одну из привычных биологических категорий. Об этом сообщает платформа bioRxiv.

Неизвестные РНК-структуры в микробиоме человека

В ходе анализа микробных сообществ, связанных с организмом человека, исследователи обнаружили ранее неизвестный класс кольцевых РНК. Эти структуры были найдены у бактерий, обитающих в теле человека, и получили условное название "обелиски". Они резко отличаются от вирусов, бактерий и других известных форм генетических элементов и, вероятно, представляют собой отдельную категорию самореплицирующейся РНК.

Обелиски встречаются в разных частях тела, прежде всего в полости рта и кишечнике. Анализ показал, что такие структуры присутствуют у людей по всему миру, что говорит об их широком распространении. Интерес к ним усиливается на фоне исследований о том, как формировалось современное разнообразие жизни и какую роль в этом сыграли древние микроорганизмы, включая археи Асгарда. При этом биологическая роль обелисков пока остаётся неизвестной, а сами молекулы долгое время оставались незамеченными из-за своей нетипичной природы.

Тысячи новых РНК-петель и методы их обнаружения

Учёным удалось выявить более 3000 уникальных вариантов обелисков. Для этого использовались общедоступные метагеномные базы данных и специальные вычислительные алгоритмы, способные находить кольцевые РНК в огромных массивах генетической информации. Такой подход позволил обнаружить структуры, которые не содержат участков, кодирующих белки, что сразу отличило их от классических вирусных геномов.

Исследование возглавил нобелевский лауреат Эндрю Файр из Стэнфордского университета. Работа была опубликована в виде препринта на bioRxiv — платформе, где размещаются предварительные результаты биологических исследований. В ходе строгой фильтрации данных команда исключила возможные артефакты и выявила устойчивые генетические мотивы, повторяющиеся в разных образцах.

Почему обелиски не поддаются классификации

Структурно обелиски представляют собой короткие кольцевые РНК, не образующие белковых оболочек и не кодирующие белки. По своему устройству они отдалённо напоминают вироиды — некодирующие РНК, поражающие растения. Однако в отличие от них обелиски были обнаружены исключительно в бактериях, связанных с человеком, и часто встроены прямо в бактериальные геномы.

Такое строение делает их трудными для классификации. Они не являются вирусами, не относятся к плазмидам и не подпадают под определение других мобильных генетических элементов. Именно поэтому их всё чаще обсуждают в контексте гипотез о ранних этапах эволюции, включая идеи о том, как РНК могла возникнуть на ранней Земле без участия сложных клеточных структур.

Возможные последствия и научный интерес

Хотя на данный момент нет данных о прямом влиянии обелисков на здоровье человека, они обитают в бактериях, играющих важную роль в пищеварении, иммунитете и обмене веществ. Это означает, что в будущем может быть изучено их косвенное воздействие на биологические процессы в организме.

Интерес к этим структурам выходит за рамки микробиологии. Обелиски оказались в центре дискуссий о границе между живым и неживым, а также о минимальных формах самовоспроизведения. Их существование показывает, что биологическое разнообразие на молекулярном уровне может быть значительно шире, чем предполагалось ранее.

Новые горизонты исследований РНК

Открытие подчёркивает значение современных методов метагеномного секвенирования и биоинформатики. Благодаря анализу миллиардов фрагментов ДНК и РНК учёные получают возможность находить молекулярные формы, ранее скрытые от наблюдения. Разнообразие обелисков в разных частях тела может указывать на их адаптацию к конкретным бактериальным сообществам.

По мере накопления данных о микробиомах человека и окружающей среды исследователи ожидают новых находок, связанных с некодирующими РНК. Остаётся открытым вопрос, являются ли обелиски древним наследием ранней эволюции или результатом современных молекулярных процессов. Ответы на него могут существенно изменить представления о природе жизни и её самых простых формах.