@ 2024.02.20 , 07:03

在人类体内发现的神秘RNA

科学家发现人体肠道和口腔细菌内存在一种新型未知RNA,命名为“方尖碑”(Obelisk)。它们可能来自远古“RNA世界”,引发关于生命起源和演化的全新猜想。

这篇新论文虽然有点奇怪,但或许是意料之中的发现。研究人员报告了一种从未发现过的小型RNA,它们似乎正在人类口腔粘膜和肠道细菌中大量繁殖。这些东西有点像植物病原体——环状RNA病毒,但它们与任何已知病毒都没有序列关联。

不过,这些被命名为“方尖碑”的新型RNA,并不仅仅是植物病毒的变体。首先,它们体积更大,是植物病毒的两到四倍(约1kb RNA);其次,它们拥有独特的演化分支,与任何其他生物体都没有相似性。植物病毒不编码任何蛋白质,它们完全依赖RNA,利用宿主细胞的RNA聚合酶II复制自己。但“方尖碑”RNA似乎在其序列中拥有一些开放阅读框,编码着我们从未见过的蛋白质家族。“Oblin-1”型蛋白质可能与RNA结合,但它们具有全新的折叠结构。“Oblin-2”蛋白质似乎具有亮氨酸拉链 motif(常见于转录因子),但功能未知。其中一些还拥有自切“锤头”型核酶序列。

此前人们就推测类似病毒的RNA元素可能并不局限于植物,最近在高等动物和真菌中也发现了类似的RNA。还有人类丙型肝炎病毒(Hepatitis D),它是一种1.7kb RNA, piggybacks 依赖乙型肝炎病毒传播(与植物病毒或新的“方尖碑”无关)。“方尖碑”的发现更进一步表明,我们以前忽视了很多与RNA相关的活动。它们似乎无处不在——研究人员通过公共测序数据库搜索,已经发现了大约3万种不同的“方尖碑”,它们似乎都在不同的细菌物种中复制。来自不同个体的微生物组样本表明,每个人肠道菌群中都存在特定的“方尖碑”菌株,研究人员基于RNA序列数据将其定位在牙菌链球菌上。一旦我们开始仔细观察,肯定会发现更多。

我们对这些生物体知之甚少。它们如何传播?是否需要其他感染性媒介(如丙型肝炎病毒)?它们是否像病毒一样进行滚动环复制?那些oblin蛋白的作用是什么,它们与宿主细胞生物学有什么相互作用?为什么一些“方尖碑”完全缺乏oblin-2,而另一些(并非全部)拥有该核酶序列?它们与人类有任何有害(或有益)影响吗?

更重要的是,自病毒被发现以来,一个更大的问题一直存在:生命起源于RNA世界吗?DNA是后来才出现的吗?这些新物种可能是那个时代的残留物(或后代),也就是说,RNA世界可能从未完全消失,而是尽其所能适应新的DNA时代。另一种可能性是,这些可传播的RNA物种后来才独立出现,当然,整个RNA世界理论一开始也可能是错的。无论你的答案是什么,你都将踏入未知领域,这一点毋庸置疑。

本文译自 science.org,由 BALI 编辑发布。

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