Ученые обнаружили внутри человеческого организма новые формы жизни, не имеющие аналогов в биологии

В глубинах человеческого организма, где обитают триллионы микроорганизмов, составляющих микробиом, учёные обнаружили нечто неожиданное. Исследователи выявили тысячи ранее неизвестных генетических структур, которые не соответствуют ни одному из установленных биологией классов жизни. Это открытие заставляет пересмотреть наши представления о границах живого и скрытой сложности мира внутри нас.

Группа исследователей под руководством нобелевского лауреата Эндрю Файра из Стэнфордского университета обнаружила более 3 000 уникальных типов кольцевых молекул рибонуклеиновой кислоты (РНК) при анализе общедоступных данных о генетическом материале микробиома. Эти структуры, получившие название «обелиски», были найдены в бактериях, населяющих полость рта и кишечник человека. Их существование указывает на то, что в нашем теле может скрываться целый невидимый мир, состоящий из простейших самореплицирующихся молекул.

Сущность, не похожая ни на что известное

Главная особенность обелисков — их предельная простота и инородность. В отличие от вирусов, они не кодируют белки и не формируют защитных белковых оболочек. Это замкнутые в кольцо короткие цепочки РНК, которые, по-видимому, умеют копировать сами себя внутри бактериальных клеток, но механизм этой репликации пока остаётся загадкой. Обелиски не подпадают под существующие определения вирусов, плазмид или других мобильных генетических элементов. Они представляют собой редкий пример «голых» репликаторов — форм, состоящих только из генетического материала и лишённых каких‑либо других структур, которые обычно ассоциируются с жизнью.

Эти структуры напоминают вироиды — кольцевые РНК, поражающие растения. Однако ключевое отличие в том, что обелиски найдены исключительно в бактериях, связанных с человеком. Это указывает на их возможную древнюю связь с микрофлорой нашего организма. Разные варианты обелисков обитают в специфических областях тела, что может быть следствием долгой адаптации к конкретным бактериальным сообществам.

Окно в прошлое жизни и вызов для науки

Открытие обелисков имеет глубокое значение для понимания происхождения жизни на Земле. Существуют гипотезы, согласно которым первые формы жизни могли быть основаны исключительно на самореплицирующейся РНК, ещё до появления дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и сложных белковых механизмов. Такие минималистичные формы, как обелиски, могут быть реликтами или «живыми ископаемыми» той эпохи, сохранившимися в стабильной среде человеческого микробиома. Их изучение позволяет заглянуть в тот далёкий период, когда жизнь делала свои первые шаги.

С другой стороны, они могут оказаться и современными молекулярными паразитами, тонко встроившимися в экосистему нашего тела. Их обнаружение стало возможным благодаря революции в методах генетического анализа. Современные технологии метагеномного секвенирования и биоинформатики позволяют просеивать миллиарды генетических фрагментов, находя то, что раньше было невидимо. Это открытие наглядно показывает, как много ещё предстоит узнать о микромире, с которым мы сосуществуем.

Прямое влияние обелисков на здоровье человека пока не установлено. Поскольку они обитают внутри бактерий, которые сами играют ключевую роль в пищеварении и иммунитете, будущие исследования могут выявить их косвенную роль в биологии человека. Открытие поднимает и философские вопросы о том, что такое жизнь. Эти структуры, балансирующие на грани между химической молекулой и живым организмом, размывают привычные категории и заставляют учёных искать новые определения. Как отметили эксперты в публикации журнала Royal Society Open Science, подобные открытия меняют представления о разнообразии реплицирующихся структур в экосистемах. Впереди — работа по пониманию того, как обелиски передаются между бактериями, как они взаимодействуют с другими компонентами микробиома и какое место занимают в долгой истории эволюции.