引言
1月21日，科學家在人類腸道和口腔中的細菌內，發現了比病毒還要小的RNA碎片。這些碎片被命名為“方尖碑”（Obelisks），它們的存在為我們對人體微生物組的理解增添了新的維度。這些極小的遺傳物質雖然過於簡單，無法被視為標準的生命形式，但它們卻能傳遞可被細胞讀取的資訊。這一發現，引起了來自北卡羅來納大學教堂山分校的細胞和發育生物學家Mark Peifer的極大興趣：“這真是太奇怪了，世界充滿了新奇事物。一旦你開始探索，就會發現它們。”
斯坦福大學的Ivan Zheludev及其同事在2024年1月21日發表在預印本bioRxiv的研究中首次描述了這些結構。這些RNA結構被認為是圓形RNA摺疊成的棒狀結構。
雖然之前在植物中發現的“類病毒體”（viroids）也呈現出類似的圓形結構，但方尖碑的遺傳序列與之大不相同，表明它們屬於一個不同但相關的組。透過對人類糞便中RNA的進行搜尋，研究人員在472名個體的樣本中發現了大量的方尖碑。在這些樣本中，大約6.6%的人腸道微生物組中攜帶方尖碑，而53%的口腔細菌中存在方尖碑。
生活在人類口腔中的Streptococcus sanguinis，它們是一種新描述的RNA實體的宿主（Credit: UK Health Security Agency/Science Photo Library）
瑞典農業科學大學的分子生物學家Joan Marquez-Molins評價此項研究為“里程碑”，因為它提供了迄今為止最好的證據，表明這類元素在細菌世界中廣泛存在，而不僅僅在更復雜的生物中。巴黎巴斯德研究所的病毒學家Anamarija Butković指出，微生物組的各個組成部分（包括細菌、真菌和其他生物）都存在於一種平衡狀態中。方尖碑如何影響這種平衡，目前尚不清楚。
研究者們對常見口腔細菌鏈球菌血紅素（Streptococcus sanguinis）中發現的一系列方尖碑特別感興趣。由於這種細菌容易培養，科學家們希望利用它來探索方尖碑的複製方式、對細菌的影響以及它們的蛋白質功能。這些實驗可能揭示生命起源本身的真相。Butković表示，由於類病毒體及其親緣關係較小、較簡單，並具有自我複製的能力，它們可能是地球上所有生命的前身。儘管科學家們剛剛首次見到方尖碑，但它們可能從一開始就塑造了我們。
這一發現不僅增加了我們對微生物組複雜性的認識，還可能引領我們重新思考生命的起源和進化。隨著研究的深入，我們可能會揭示出更多關於人類健康和疾病的秘密。如同Peifer所說，科學的世界充滿了新奇，而這些方尖碑無疑是其中的一顆璀璨明珠。
參考文獻
https://www.nature.com/articles/d41586-024-00266-7
Zheludev, I. N., et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2024.01.20.576352 (2024).
Hetzel, U., et al. Appl. Environ. Microbiol. 10, 10.1128/mbio.00014-19 (2019).
Chang, W-S., et al. Virus Evol. 15, vez021 (2019).
Dong, K., et al. Adv. Sci. 10, 2204308 (2023).
Lee, B. D., et al. Cell 186, 646-661 (2023).
責編|探索君
排版|探索君
End
Nature | 自身免疫性疾病能被治癒嗎？科學家們終於看到了希望
