Κάτι άγνωστο ζει μέσα μας: Οι παράξενες οντότητες RNA που δεν είναι ούτε ιοί ούτε βακτήρια
Μέσα στο ανθρώπινο στόμα και στο έντερο μπορεί να υπάρχουν χιλιάδες παράξενες γενετικές οντότητες, τις οποίες η επιστήμη αγνοούσε μέχρι πρόσφατα. Δεν είναι βακτήρια, δεν μοιάζουν με τους γνωστούς ιούς και δεν μπορούν ακόμη να τοποθετηθούν με βεβαιότητα σε κάποια καθιερωμένη κατηγορία. Οι ερευνητές τις ονόμασαν «Οβελίσκους» και παραδέχονται ότι δεν γνωρίζουν ακόμη τι ακριβώς κάνουν μέσα μας.
Οι Οβελίσκοι είναι εξαιρετικά μικρά, κυκλικά μόρια RNA που εντοπίστηκαν μέσα στις μικροβιακές κοινότητες του ανθρώπινου σώματος. Το παράξενο σχήμα, η γενετική τους δομή και η απουσία ομοιότητας με γνωστούς οργανισμούς προκάλεσαν αμέσως το ενδιαφέρον των επιστημόνων.
Δεν διαθέτουν κύτταρα, όπως τα βακτήρια. Δεν έχουν επίσης το χαρακτηριστικό πρωτεϊνικό περίβλημα των ιών. Παρ’ όλα αυτά, φαίνεται ότι μπορούν να παραμένουν μέσα σε μικροοργανισμούς και πιθανότατα να χρησιμοποιούν τον κυτταρικό μηχανισμό τους για να αντιγράφονται.
Ακόμη πιο εντυπωσιακό είναι ότι ορισμένοι άνθρωποι φαίνεται να φιλοξενούν τους ίδιους Οβελίσκους επί πολλούς μήνες, χωρίς να γνωρίζουμε εάν αυτοί είναι ακίνδυνοι, ωφέλιμοι ή δυνητικά επιβλαβείς.
Η ανακάλυψη μέσα σε τεράστιες βάσεις γενετικών δεδομένων
Οι Οβελίσκοι δεν ανακαλύφθηκαν με ένα μικροσκόπιο. Εντοπίστηκαν μέσα σε τεράστιες βάσεις γενετικών δεδομένων, οι οποίες περιείχαν αλληλουχίες RNA από δείγματα του ανθρώπινου μικροβιώματος.
Η ερευνητική ομάδα, με επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Stanford και άλλα ιδρύματα, ανέπτυξε υπολογιστικές μεθόδους για να αναζητήσει μικρά, κυκλικά μόρια RNA που δεν ταίριαζαν με κανέναν γνωστό ιό, βακτήριο ή άλλο γενετικό στοιχείο.
Η αναζήτηση αποκάλυψε σχεδόν 30.000 διαφορετικούς τύπους. Οι αλληλουχίες τους είχαν τόσο μεγάλες διαφορές μεταξύ τους, ώστε οι επιστήμονες κατέληξαν ότι δεν επρόκειτο για ένα μεμονωμένο παράξενο μόριο, αλλά για μια ολόκληρη, άγνωστη έως τότε κατηγορία γενετικών οντοτήτων.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι οι Οβελίσκοι σχημάτιζαν τη δική τους ξεχωριστή φυλογενετική ομάδα. Δεν παρουσίαζαν ανιχνεύσιμη συγγένεια με γνωστούς οργανισμούς, ιούς ή ιοειδή.
Γιατί ονομάστηκαν «Οβελίσκοι»
Κάθε Οβελίσκος αποτελείται από ένα κυκλικό μόριο RNA μήκους περίπου 1.000 νουκλεοτιδίων. Πρόκειται για ένα εξαιρετικά μικρό γενετικό μόριο, πολύ μικρότερο από το γονιδίωμα των περισσότερων ιών.
Όταν οι επιστήμονες προέβλεψαν τον τρόπο με τον οποίο διπλώνεται το RNA, διαπίστωσαν ότι σχηματίζει μια επιμήκη, σχεδόν ραβδόμορφη δομή.
Το σχήμα αυτό θύμιζε τους ψηλούς, λεπτούς πέτρινους οβελίσκους της αρχαιότητας και οδήγησε στην ονομασία της νέας κατηγορίας.
Οι Οβελίσκοι δεν αποτελούν, βέβαια, πραγματικές μικροσκοπικές ράβδους που επιπλέουν μέσα στο σώμα. Η ραβδόμορφη εικόνα περιγράφει τον προβλεπόμενο τρόπο με τον οποίο αναδιπλώνεται το κυκλικό τους RNA.
Οι Οβελίσκοι παρέμεναν κρυμμένοι μέσα στα γενετικά δεδομένα του ανθρώπινου μικροβιώματος, επειδή δεν έμοιαζαν με τίποτα που γνώριζε ήδη η επιστήμη.
Δεν είναι βακτήρια – αλλά δεν είναι και κανονικοί ιοί
Τα βακτήρια είναι ολοκληρωμένα κύτταρα. Διαθέτουν κυτταρική μεμβράνη, γενετικό υλικό και μηχανισμούς που τους επιτρέπουν να αναπτύσσονται και να πολλαπλασιάζονται.
Οι Οβελίσκοι δεν έχουν καμία από αυτές τις δομές. Αποτελούνται ουσιαστικά από RNA και επομένως δεν μπορούν να χαρακτηριστούν βακτήρια ή ανεξάρτητοι μονοκύτταροι οργανισμοί.
Οι ιοί, από την άλλη πλευρά, περιέχουν γενετικό υλικό μέσα σε ένα προστατευτικό πρωτεϊνικό περίβλημα. Πολλοί διαθέτουν επίσης πρόσθετες δομές που τους επιτρέπουν να εισέρχονται στα κύτταρα των ξενιστών τους.
Μέχρι στιγμής δεν έχει βρεθεί αντίστοιχο περίβλημα γύρω από τους Οβελίσκους. Αυτό σημαίνει ότι δεν μοιάζουν με τα τυπικά σωματίδια των ιών που γνωρίζουμε.
Οι επιστήμονες τους περιγράφουν ως «ιοειδείς» οντότητες, επειδή παρουσιάζουν ομοιότητες με τα ιοειδή: εξαιρετικά μικρά, κυκλικά μόρια RNA που χρησιμοποιούν κύτταρα-ξενιστές για να αντιγράφονται.
Η σημαντική διαφορά από τα ιοειδή
Τα γνωστά ιοειδή προσβάλλουν κυρίως φυτά. Δεν διαθέτουν γονίδια που παράγουν πρωτεΐνες και προκαλούν ασθένειες εκμεταλλευόμενα τους μηχανισμούς των φυτικών κυττάρων.
Οι Οβελίσκοι, όμως, παρουσιάζουν μια κρίσιμη διαφορά. Το RNA τους φαίνεται να περιλαμβάνει γενετικές οδηγίες για την παραγωγή μιας νέας κατηγορίας πρωτεϊνών, τις οποίες οι ερευνητές ονόμασαν «Oblins».
Η λειτουργία αυτών των πρωτεϊνών παραμένει άγνωστη. Δεν γνωρίζουμε εάν βοηθούν τους Οβελίσκους να αντιγράφονται, εάν επηρεάζουν τα βακτήρια που τους φιλοξενούν ή εάν επιτελούν κάποια εντελώς διαφορετική λειτουργία.
Αυτός ο συνδυασμός χαρακτηριστικών τοποθετεί τους Οβελίσκους σε μια ασαφή περιοχή ανάμεσα στα ιοειδή και σε πιο σύνθετους γενετικούς παράγοντες.
Εντοπίστηκαν στο στόμα και στο έντερο
Οι γενετικές αλληλουχίες των Οβελίσκων εντοπίστηκαν σε δείγματα από το ανθρώπινο στόμα και το έντερο, αλλά η παρουσία τους δεν ήταν ίδια σε όλα τα σημεία του σώματος.
Σύμφωνα με την ανάλυση των ερευνητών, ίχνη τους βρέθηκαν περίπου στο 7% των δειγμάτων κοπράνων που εξετάστηκαν. Στα δείγματα από τη στοματική κοιλότητα, όμως, εμφανίζονταν περίπου στο 50% των περιπτώσεων.
Η μεγάλη αυτή διαφορά υποδηλώνει ότι διαφορετικοί Οβελίσκοι μπορεί να προτιμούν συγκεκριμένα βακτήρια ή ιδιαίτερες συνθήκες μέσα στο ανθρώπινο μικροβίωμα.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ακόμη ότι ορισμένοι άνθρωποι διατηρούσαν τους ίδιους τύπους Οβελίσκων για περισσότερο από 300 ημέρες. Αυτό δείχνει ότι δεν πρόκειται πάντοτε για προσωρινούς επισκέπτες, αλλά για σταθερούς αποίκους ορισμένων μικροβιακών κοινοτήτων.
Το βακτήριο που τους φιλοξενεί
Ένα από τα σημαντικότερα βήματα της έρευνας ήταν η σύνδεση ενός συγκεκριμένου Οβελίσκου με το βακτήριο Streptococcus sanguinis.
Το συγκεκριμένο βακτήριο ζει συνήθως μέσα στο ανθρώπινο στόμα και αποτελεί μέρος της φυσιολογικής στοματικής μικροχλωρίδας. Μπορεί να συμμετέχει στη δημιουργία της οδοντικής πλάκας, ενώ υπό ορισμένες συνθήκες είναι δυνατόν να προκαλέσει λοιμώξεις.
Η ανακάλυψη δείχνει ότι τουλάχιστον ορισμένοι Οβελίσκοι δεν ζουν απευθείας μέσα στα ανθρώπινα κύτταρα. Αντίθετα, φαίνεται ότι αποικίζουν τα βακτήρια που ζουν πάνω και μέσα στο σώμα μας.
Με άλλα λόγια, ο άνθρωπος μπορεί να φιλοξενεί βακτήρια τα οποία, με τη σειρά τους, φιλοξενούν αυτές τις μυστηριώδεις οντότητες RNA.
Πώς μπορούν να αναπαράγονται;
Ένα μόριο RNA δεν διαθέτει από μόνο του τον εξοπλισμό που απαιτείται για να δημιουργήσει αντίγραφα του εαυτού του. Οι Οβελίσκοι πρέπει επομένως να εκμεταλλεύονται ένζυμα και μηχανισμούς άλλων κυττάρων.
Η πιθανότερη εξήγηση είναι ότι χρησιμοποιούν τον μηχανισμό των βακτηρίων-ξενιστών τους. Ωστόσο, η ακριβής διαδικασία παραμένει άγνωστη.
Ορισμένοι Οβελίσκοι περιλαμβάνουν ένα αυτοδιασπώμενο τμήμα RNA που λειτουργεί ως ριβόζυμο. Τα ριβόζυμα είναι μόρια RNA τα οποία μπορούν να πραγματοποιούν χημικές αντιδράσεις, λειτουργώντας κατά κάποιον τρόπο σαν ένζυμα.
Η παρουσία τους ενισχύει την υπόθεση ότι οι Οβελίσκοι χρησιμοποιούν έναν ιδιαίτερο κύκλο αντιγραφής, ο οποίος μπορεί να μοιάζει με εκείνον ορισμένων ιοειδών.
Είναι επικίνδυνοι για τον άνθρωπο;
Μέχρι σήμερα δεν υπάρχει απόδειξη ότι οι Οβελίσκοι προκαλούν κάποια ανθρώπινη ασθένεια. Δεν έχουν συνδεθεί άμεσα με λοιμώξεις, καρκίνο ή άλλη συγκεκριμένη πάθηση.
Αυτό, όμως, δεν σημαίνει ότι είναι απαραίτητα αδρανείς ή αδιάφοροι για την υγεία. Εάν επηρεάζουν τη συμπεριφορά, την ανάπτυξη ή τον μεταβολισμό των βακτηρίων που τους φιλοξενούν, θα μπορούσαν έμμεσα να αλλάζουν τη λειτουργία του ανθρώπινου μικροβιώματος.
Θα μπορούσαν επίσης να είναι ουδέτεροι γενετικοί επιβάτες ή ακόμη και να παρέχουν κάποια άγνωστα πλεονεκτήματα στα βακτήρια-ξενιστές τους.
Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν ακόμη εάν η παρουσία τους διαφέρει μεταξύ υγιών ανθρώπων και ασθενών, ούτε εάν η αφθονία τους επηρεάζεται από τη διατροφή, τα αντιβιοτικά, την ηλικία ή άλλους παράγοντες.
Είναι πραγματικά ζωντανοί;
Το ερώτημα εάν οι Οβελίσκοι αποτελούν μορφή ζωής δεν έχει εύκολη απάντηση. Δεν διαθέτουν κύτταρα και δεν μπορούν να μεταβολίζουν ενέργεια ή να αναπαράγονται ανεξάρτητα.
Για τον ίδιο λόγο, πολλοί βιολόγοι δεν θεωρούν ούτε τους ιούς ολοκληρωμένες μορφές ζωής. Άλλοι υποστηρίζουν ότι η ικανότητα εξέλιξης, κληρονομικότητας και αναπαραγωγής μέσω ξενιστών είναι αρκετή για να τους τοποθετήσει στα όρια του ζωντανού κόσμου.
Οι ερευνητές αποφεύγουν προς το παρόν να χαρακτηρίσουν τους Οβελίσκους νέα ζωή. Τους περιγράφουν ως μια ξεχωριστή κατηγορία κληρονομήσιμων στοιχείων RNA, των οποίων η βιολογική σημασία δεν έχει ακόμη αποσαφηνιστεί.
Ένας ολόκληρος αόρατος κόσμος μέσα μας
Η ανακάλυψη αποκαλύπτει πόσο ελλιπής παραμένει η εικόνα μας για το ανθρώπινο μικροβίωμα. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες επικεντρώνονταν κυρίως στα βακτήρια και αργότερα άρχισαν να εξετάζουν πιο συστηματικά τους ιούς, τους μύκητες και άλλους μικροοργανισμούς.
Τώρα γίνεται φανερό ότι ανάμεσα σε αυτούς μπορεί να υπάρχουν ακόμη μικρότερα γενετικά στοιχεία, τα οποία δεν ανιχνεύονταν με τις συνηθισμένες μεθόδους.
Οι Οβελίσκοι μπορεί να υπήρχαν μέσα στο ανθρώπινο σώμα για χιλιάδες ή ακόμη και εκατομμύρια χρόνια. Δεν εμφανίστηκαν ξαφνικά. Απλώς η επιστήμη απέκτησε πρόσφατα τα εργαλεία για να τους αναγνωρίσει.
Η πραγματική τους λειτουργία παραμένει ένα ανοιχτό μυστήριο. Το βέβαιο είναι ότι μέσα μας υπάρχει ένας αόρατος κόσμος πολύ πιο περίπλοκος από όσο πιστεύαμε – και ίσως οι Οβελίσκοι να αποτελούν μόνο την αρχή.
Πηγές: Popular Mechanics, Cell, PubMed, Nature, Stanford University.
