Obelisky ve střevech: Na stopě nové formy života?

Žijí v našich střevech, jsou mikroskopicky malé a mohou patřit do zcela nové třídy biologických entit: takzvaných obelisků. Tyto záhadné struktury RNA produkují vlastní proteiny, používají bakterie jako hostitele – a mohly by zpochybnit naše chápání samotného života.

V hlubinách našeho těla žije nezvládnutelné množství mikroorganismů – bakterie, viry, plísně a mnoho dalších. Lidské střevo není jen trávicí orgán, ale mikrokosmos pro biliony mikrobů, které mnoha způsoby ovlivňují naši pohodu. V posledních letech se výzkum mikrobiomu rychle rozvíjí a odhalil četné souvislosti mezi střevní flórou a zdravím. Ale nyní jeden objev vrhá vše, co jsme si dříve mysleli, do zmatku – a může dokonce zpochybnit naši definici života.

Nález jako z jiné planety

Mezinárodní tým výzkumníků vedený Ivanem Želudevem ze Stanfordské univerzity objevil při analýze lidských vzorků genetické struktury tak bizarní a nové, že by mohly představovat zcela novou třídu biologických entit. Tyto drobné molekuly RNA, které vědci nazvali „obelisky“, se skládají z kruhové RNA s neobvyklou tyčinkovitou sekundární strukturou. Jsou dlouhé asi 1 000 nukleotidů – příliš malé pro klasické viry, ale příliš složité na to, aby byly považovány za pouhé buněčné zbytky.

Obelisky se zásadně liší od známých virů nebo viroidů. Ačkoli se na první pohled podobají rostlinným viroidům – také kruhovým molekulám RNA – obelisky obsahují kompletní genetický program pro produkci vlastních proteinů. Vědci identifikovali tzv. „otevřené čtecí rámce“, které kódují malé proteiny, jež nazvali „obliny“. Díky této schopnosti jsou obelisky biologicky exotické – něco mezi virem, viroidem a něčím zcela novým.

Globální fenomén

Objev je obzvláště pozoruhodný tím, že obelisky jsou zjevně rozšířené . Vědci zkoumali vzorky z ústního a střevního mikrobiomu stovek lidí různého původu. Důkazy o těchto strukturách RNA byly nalezeny v přibližně 50 procentech vzorků slin a asi 7 procentech vzorků stolice. Celkem identifikovali téměř 30 000 různých sekvencí obelisků – což je jasným důkazem obrovské genetické rozmanitosti a dříve přehlížené biologické přítomnosti v lidském těle.

Zdá se, že rozmnožování obelisků závisí na specifických mikrobiálních hostitelích. Obzvláště časté byly ve spojení s bakteriálním druhem Streptococcus sanguinis, běžným obyvatelem lidské ústní dutiny. Experimenty ukázaly, že obelisky mohou v těchto bakteriích existovat, aniž by významně ovlivňovaly jejich růst. Zda je však tento vztah neutrální, symbiotický nebo dokonce parazitický, zůstává nejasné.

Ani virus, ani buněčné jádro – co jsou vlastně obelisky?

Tento objev zpochybňuje klasická kritéria používaná biology ke kategorizaci živých bytostí. Obelisky nemají vlastní metabolický systém a pro rozmnožování jsou závislé na hostiteli – podobně jako viry. Zároveň však produkují proteiny, což je jasně odlišuje od viroidů, což jsou čisté smyčky RNA bez jakékoli kódující funkce. A ačkoli nemají jádro, vykazují genetickou organizaci, která byla dříve neznámá.

Tyto rysy vedou k fascinující otázce: Jsou obelisky zcela novou formou života? Takový, který mohl být po tisíce let skryt v lidském těle, aniž by byl objeven? Nebylo by to poprvé v historii biologie, kdy by nová forma života zpočátku existovala mezi námi zcela bez povšimnutí – stačí vzpomenout na pozdní objev samotných mikrobů.

Přítel, nebo nepřítel? Velká neznámá

Stále není zcela jasné, jakou roli hrají obelisky v našem těle. Pokud se chovají paraziticky, mohou narušit křehkou rovnováhu našeho mikrobiomu. Zejména ve střevě, kde je vyvážená interakce mikrobů klíčová pro trávení, imunitní systém a dokonce i naši náladu, by nerovnováha mohla mít fatální následky. Souvislost se zánětlivými onemocněními střev, metabolickými poruchami nebo dokonce neurologickými onemocněními je představitelná.

Obelisky by však stejně dobře mohly plnit dříve nerozpoznanou podpůrnou funkci. Možná stabilizují určité kmeny bakterií nebo produkují látky, které modulují náš imunitní systém. Někteří vědci již spekulují, zda z toho lze vyvinout nové terapeutické přístupy – například cílenou manipulací s mikrobiomem pomocí struktur podobných obelisku. Ale je před námi ještě dlouhá cesta.

Nová kapitola v evoluční biologii

Objev obelisků nejen vyvolává lékařské otázky, ale dotýká se také základních konceptů evoluční biologie. Jak se tyto struktury RNA vyvinuly? Jsou to pozůstatky raných RNA světů, jak se předpokládá v teoriích o původu života? Nebo je to nová evoluční linie, která se vyvinula paralelně se známými formami života?

Obelisky mohou být pozůstatky minulé éry, kdy byl život založen na RNA, než DNA a proteiny převzaly biologickou fázi. V každém případě jejich struktura silně připomíná prvky, které mohly hrát hlavní roli v dřívějších fázích evoluce. Jejich objev by mohl nejen rozšířit naše chápání mikrobiomu, ale také poskytnout vodítka k hlubší historii samotného života.

Výhled: Meze známého

Obelisky jsou fascinující biologičtí překračovači hranic. Ani zjevně živí, ani zcela bez života, pohybují se v šedé zóně mezi biologií a chemií. Jejich objev působivě ukazuje, jak málo toho víme o mikrokosmu v nás – a kolik překvapení se v něm stále může skrývat. Obelisky otevírají novou oblast výzkumu mikrobiomu, která dalece přesahuje dosavadní perspektivy.

Budoucí studie budou muset ukázat, zda tento objev povede ke konkrétním aplikacím v medicíně nebo biotechnologiích. Jedna věc je však již jasná: obelisky jsou fascinujícím příkladem toho, jak lze i v 21. století objevovat zcela nové biologické jevy. A že možná bude potřeba přehodnotit naši definici života.