'Obelisks': Kelas makhluk hidup baru yang ditemukan dalam sistem pencernaan manusia

 (sciencealert.com)
1 poin oleh GN⁺ 2024-12-31 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • Entitas RNA mirip virus Obelisks yang tidak menyerupai agen biologis yang sudah dikenal ditemukan pada mikrobioma manusia dan di seluruh dunia, sehingga batas klasifikasi dunia mikroba perlu dilihat kembali
  • Obelisks memiliki struktur cincin RNA pendek berukuran sekitar 1.000 nukleotida, dan dinamai demikian karena bentuk batang simetrisnya
  • Studi preprint sebelum tinjauan sejawat mengidentifikasi hampir 30 ribu spesies Obelisks dari 5,4 juta dataset urutan genetik publik, dan menemukannya pada sekitar 10% mikrobioma manusia yang diselidiki
  • Dalam satu dataset, Obelisks ditemukan pada 50% sampel mulut pasien, dan Obelisk sepanjang 1.137 nukleotida diisolasi dari bakteri mulut umum Streptococcus sanguinis
  • Obelisks mengodekan keluarga protein baru Oblins, tetapi tidak tampak memiliki gen selubung protein virus, sehingga tetap ada kemungkinan bahwa mereka lebih dekat ke plasmid RNA daripada virus

Penemuan dan persebaran Obelisks

  • Saat meneliti komunitas mikroba dalam tubuh manusia, tim peneliti menemukan materi genetik yang tidak menunjukkan kemiripan urutan maupun struktur dengan agen biologis yang sudah dikenal
  • Tim Ivan Zheludev dari Stanford University melihat kemungkinan bahwa entitas ini bukan virus, melainkan kelompok baru yang menjembatani celah antara molekul genetik paling sederhana dan virus yang lebih kompleks
  • Obelisks dikategorikan sebagai beragam kelas RNA yang menetap pada mikrobioma manusia dan mikrobioma di seluruh dunia, tetapi belum pernah terdeteksi hingga kini
  • Namanya berasal dari struktur batang simetris mirip obelisk kuno yang dibentuk oleh panjang RNA yang terlipat
  • Urutan genetiknya hanya sekitar 1.000 nukleotida, dan panjang yang pendek ini mungkin membuatnya terlewat dalam penelitian sebelumnya
  • Dalam studi preprint yang belum melalui tinjauan sejawat, tim menelusuri 5,4 juta dataset urutan genetik publik
    • Hampir 30 ribu spesies Obelisks yang berbeda berhasil diidentifikasi
    • Obelisks muncul pada sekitar 10% mikrobioma manusia yang diselidiki
    • Dalam satu dataset, Obelisks ditemukan pada 50% sampel mulut pasien
  • Juga terlihat pola bahwa jenis Obelisks yang berbeda hadir pada bagian tubuh yang berbeda, yang menunjukkan bahwa mereka bisa menjadi penghuni menetap mikrobioma manusia tersebut

Ciri yang berbeda dari virus, viroid, dan plasmid

  • Tim peneliti mengisolasi satu jenis sel inang bagi Obelisk dalam mikrobioma manusia, yaitu Streptococcus sanguinis, mikroba mulut manusia yang umum
    • Obelisk di dalam mikroba ini memiliki struktur cincin sepanjang 1.137 nukleotida
    • Inang bagi Obelisks lain masih belum diketahui, tetapi setidaknya sebagian di antaranya kemungkinan berada di dalam bakteri
  • Semua Obelisks tampaknya mengodekan keluarga protein baru yang oleh tim dinamai Oblins
    • Instruksi untuk membuat protein ini tampaknya menempati setidaknya separuh dari materi genetik Obelisks
    • Karena Oblins sangat mirip di seluruh Obelisks, tim menduga protein ini mungkin terlibat dalam proses replikasi
  • Kemampuan mengodekan protein ini membedakan Obelisks dari cincin RNA yang sudah dikenal, yaitu viroid
  • Pada saat yang sama, Obelisks tampaknya tidak memiliki gen untuk membuat selubung protein yang dapat dimiliki virus RNA di luar sel, termasuk virus penyebab COVID-19
  • Dibandingkan plasmid, yaitu molekul genetik yang hidup berdampingan di dalam sel mulai dari tumbuhan hingga bakteri, Obelisks jauh lebih besar, sementara plasmid biasanya tersusun dari DNA
  • Masih belum dipastikan dampak Obelisks terhadap inang bakterinya maupun bagaimana mereka menyebar antarsel
  • Kesimpulan tim peneliti condong pada gagasan bahwa elemen ini mungkin bukan bersifat ‘viral’, dan bisa jadi lebih dekat ke plasmid RNA
  • Penelitian ini tersedia sebagai preprint di bioRxiv dan masih belum melalui tinjauan sejawat

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2024-12-31
Komentar Hacker News

  • Keren :) Saya adalah co-author studi ini. Silakan tanya apa saja
    Makalah ini sekarang sudah melalui peer review dan diterbitkan di Cell bulan lalu: [https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01091-2]
    Obelisks adalah bagian dari program riset yang lebih besar yang sedang dijalankan bersama University of Toronto dan para kolaborator, dan terkait dengan itu Anda juga bisa melihat makalah Virus-Viroid Hybrids [https://www.nature.com/articles/s41467-023-38301-2] serta Zeta-Elements [https://www.nature.com/articles/s41586-021-04332-2]
    Biologi komputasional sedang secara revolusioner memperluas pemahaman kita tentang biodiversitas Bumi, dan saya rasa Zeta-elements, Ambiviruses, serta Obelisks baru permulaan. Jika tertarik, “Laboratory for RNA-Based Lifeforms” di University of Toronto sedang merekrut developer/postdoc/mahasiswa pascasarjana yang antusias: [https://www.rnalab.ca]
    Untuk sekarang saya akhiri dulu. Kalau masih ada pertanyaan, saya akan cek lagi nanti hari ini

    • Apakah pernyataan bahwa “Obelisks membentuk klad tersendiri tanpa kemiripan yang dapat dideteksi dengan agen biologis yang diketahui” benar-benar berarti tidak ada kemiripan dengan sekuens apa pun, termasuk virus atau viroid?
      Saya memahami bahwa di dalam cabang-cabang kehidupan yang diketahui ada banyak konservasi, dan kita tidak sering menemukan cabang baru, jadi ini sangat menarik
      Apakah menemukan virus/viroid yang benar-benar baru lebih umum? Seberapa sering agen biologis yang benar-benar baru pada tingkat sekuens ditemukan?
    • Bagaimana Obelisks berhubungan dengan bentuk kehidupan yang umum dikenal?
      Interaksi sel/bakteri dengan virus mudah dipahami. Virus menginfeksi sel dan mengubahnya menjadi pabrik virus
      Apa yang dilakukan Obelisks? Apakah mereka terintegrasi ke dalam atau dibaca oleh mesin DNA atau organel di dalam sel sehingga membuat lebih banyak Obelisks?
      Seperti apa siklus hidupnya, dan apa bedanya dengan viroid yang sudah dikenal?
    • Bagaimana kita tahu bahwa ini bukan sesuatu yang mereplikasi diri, melainkan bukan limbah atau produk antara dari sel lain?
    • Secara sederhana, ini terlihat seperti plasmid RNA berbentuk batang yang ada tanpa membran atau selubung dan mengodekan beberapa protein. Apakah pemahaman seperti itu benar? Apakah sudah dikarakterisasi sampai sejauh itu?
    • Apakah mungkin ada lebih banyak entitas semacam ini yang belum terdeteksi atau sulit dideteksi?
      Misalnya, apakah di dalam sampel genom ada lebih banyak Obelisks atau hal-hal mirip “kehidupan” yang serupa?

  • Ungkapan “class yang benar-benar baru dari objek mirip virus” awalnya membingungkan saya. Di sini Class rupanya bukan dalam arti teknis sebagai peringkat taksonomi di antara filum dan ordo

    • Saya tidak bingung. Sepertinya kelas taksonomi yang baru ditemukan tidak akan menjadi berita di media massa, dan saya mengharapkan sesuatu pada tingkat yang lebih tinggi; temuan sebenarnya sesuai dengan ekspektasi itu
    • sciencealert.com adalah situs sains populer, jadi mereka tidak memakai istilah seketat itu

  • Senang sekali melihat potongan puzzle baru ditemukan tentang cara kerja usus. Semoga suatu hari kita bisa memahami dampaknya terhadap imunitas, neurodegenerasi, kanker, dan sebagainya, yang saat ini masih bergantung pada penemuan kebetulan

  • Jika sekuens genetik Obelisks hanya sekitar 1.000 karakter, maka kemungkinan ia dapat tercipta kembali lewat proses kimia acak hampir di ruang-waktu mana pun di alam semesta lebih tinggi. Haruskah kita menyebutnya bersifat global semesta?

  • Studi ini belum melalui peer review, jadi klaim pada judul terasa agak terlalu yakin

    • Versi yang diterbitkan di jurnal pada akhir tahun itu ada di sini:
      https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01091-2
      Ini benar-benar keluarga elemen genomik baru
    • Mungkin Obelisks perlu diberi tanda bintang sampai peer review selesai
    • Peer review tidak menjalankan peran seperti yang Anda bayangkan
    • Seorang co-author (mungkin komentar paling atas) baru saja mengatakan bahwa sekarang sudah melalui peer review
      Meski begitu, itu tidak terlalu penting

  • Artikelnya dari Januari; apakah risetnya sekarang sudah diterbitkan di jurnal?

  • Tapi bagaimana ini disebut kehidupan? Kehidupan biasanya didefinisikan lewat kemampuan bereproduksi, sementara ini tampaknya menumpang pada mesin sel inang
    Apakah ada kegunaan yang diketahui, atau mungkinkah semacam junk DNA terlibat dalam pengodean mereka?

    • Sepemahaman kasar saya, dalam teori biologi saat ini definisi kehidupan sudah cukup kabur
      Sejauh yang saya tahu, teori “virus first” tentang asal-usul kehidupan khususnya semakin mendapat dukungan. Pandangannya: mula-mula ada sup protein/DNA, lalu virus muncul, dan baru setelah itu organisme seluler hadir
      Dan jika Anda menginginkan entitas yang tidak “menumpang” pada sesuatu, Anda harus menunggu sampai tumbuhan fotosintetik, yang dalam evolusi terjadi beberapa langkah lebih belakangan. Begitulah pemahaman awam saya tentang teori saat ini

  • Mungkinkah ini sisa-sisa dunia RNA?

  • Menarik bahwa modifikasi RNA lebih beragam daripada DNA, dan kita baru mulai mengembangkan cara untuk menemukannya. Nanopore sequencing dari Oxford Nanopore Technology adalah teknologi pertama yang dapat melakukan sequencing RNA alami beserta modifikasinya; apakah Anda juga sudah mengeksplorasi area ini?