‘Obeliscos’, uma classe de vida totalmente nova encontrada no sistema digestivo humano

À medida que conseguimos recolher e analisar enormes quantidades de dados das sequências genéticas de plantas, animais e micróbios, os pesquisadores continuam a encontrar surpresas, incluindo algumas que podem desafiar a própria definição de vida. 🧫🧬🧪

A comprovação mais recente, divulgada esta semana em pré-impressão, define um novo tipo de entidade semelhante a um vírus que habita bactérias que vivem na boca e no trato gastrointestinal de humanos.

Vamos falar sobre os “Obeliscos”, uma classe anteriormente não reconhecida de elementos semelhantes a viróides identificada pela primeira vez em dados metatranscriptômicos do intestino humano.

Foi descoberto que os Obeliscos formam o seu próprio grupo filogenético distinto, sem sequência detectável ou semelhança estrutural com outros agentes biológicos conhecidos atualmente. 

Observando a “selva de micróbios” que vivem dentro de nós, os pesquisadores tropeçaram no que parece ser uma classe totalmente nova de objetos semelhantes a vírus. “É uma loucura”, disse Mark Peifer, biólogo celular da Universidade da Carolina do Norte, que não esteve envolvido no estudo, a Elizabeth Pennisi, da Science Magazine . “Quanto mais olhamos, mais coisas malucas vemos.”

Esses “Obeliscos”, como são então chamados pela equipe descobridora da Universidade de Stanford, apresentam genomas aparentemente compostos por alças de RNA. E, inesperadamente, sequências pertencentes a eles foram encontradas em humanos de todo o mundo.

“Obeliscos”🧬 compartilham várias propriedades:

(i) conjuntos de genoma de RNA aparentemente circulares ~1kb,

(ii) estruturas secundárias previstas em forma de bastonete abrangendo todo o genoma e,

(iii) quadros de leitura abertos que codificam para uma nova superfamília de proteínas, que chamamos de “Oblins”.

Esses pedaços misteriosos de material genético não possuem sequências detectáveis ou mesmo semelhanças estruturais conhecidas por quaisquer outros agentes biológicos.

Assim, o biólogo Ivan Zheludev e seus colegas de Stanford argumentam que a sua estranha descoberta pode não ser vírus, mas sim um grupo inteiramente novo de entidades que podem ajudar a colmatar a antiga lacuna entre as moléculas genéticas mais simples e os vírus mais complexos.

“Os Obeliscos compreendem uma classe de diversos RNAs que colonizaram e passaram despercebidos nos microbiomas humanos e globais”, escrevem os pesquisadores em um artigo pré-impresso.

Ainda não se sabe se os Obeliscos afetam a saúde humana, diz o pesquisador Matthew Sullivan, mas eles podem alterar a atividade genética dos seus hospedeiros bacterianos, o que por sua vez pode afetar também os genes humanos.

Nomeadas em homenagem às estruturas altamente simétricas em forma de bastonete formadas por seus comprimentos retorcidos de RNA. As sequências genéticas dos Obeliscos têm apenas cerca de 1.000 caracteres (nucleotídeos) de tamanho. Na verdade, essa brevidade é provavelmente uma das razões pelas quais não conseguimos notá-los anteriormente.

No estudo ainda não oficialmente revisado e indexado, Zheludev e sua equipe pesquisaram 5,4 milhões de conjuntos de dados de sequências genéticas publicadas e identificaram quase 30.000 Obeliscos diferentes. Eles apareceram em cerca de 10% dos microbiomas humanos examinados pela equipe.

Entretanto, num conjunto de dados, os Obeliscos apareceram em 50% das amostras orais dos pacientes. Além do mais, diferentes tipos de Obeliscos parecem estar presentes em diferentes áreas do nosso corpo. “[Isso] apoia a noção de que os Obeliscos podem incluir colonos dos referidos microbiomas humanos”, explicam os pesquisadores .

Além disso, eles conseguiram isolar um tipo de célula hospedeira do nosso microbioma, a bactéria Streptococcus sanguini – um micróbio comum na boca humana. O Obelisco desses micróbios tinha uma alça de 1.137 nucleotídeos de comprimento.

“Embora não conheçamos os ‘hospedeiros’ de outros Obeliscos”, escrevem Zheludev e colegas; “é razoável supor que pelo menos uma fração pode estar presente nas bactérias.”

Deixando de lado a questão da origem dos “Obeliscos”, todos parecem incluir códigos para uma nova classe de proteínas que os pesquisadores chamaram de “Oblins”.

As instruções para a construção destas proteínas parecem ocupar pelo menos metade do material genético dos Obeliscos. Como estas proteínas são tão semelhantes em todos os Obeliscos, os investigadores suspeitam que possam estar envolvidas no processo de replicação da entidade.

Essa capacidade de codificar proteínas os torna diferentes de outros loops de RNA conhecidos, chamados viróides, mas eles também não parecem ter os genes para formar invólucros proteicos nos quais os vírus de RNA (incluindo COVID-19) vivem quando estão fora das células.

Eles também são significativamente maiores do que outras moléculas genéticas que coexistem dentro das células de plantas a bactérias, chamadas plasmídeos, que são mais comumente compostos de DNA.

No entanto, Zheludev e equipe não conseguiram identificar qualquer impacto dos Obeliscos em seus hospedeiros bacterianos, ou um meio pelo qual eles pudessem se espalhar entre as células. “Esses elementos podem nem ser de natureza ‘viral’ e podem se assemelhar mais a ‘plasmídeos de RNA'”, concluem.

Surpreendentemente, nos bancos de dados humanos examinados, as sequências de Obeliscos foram encontradas em 7% das bactérias intestinais humanas e em metade (50%) das bactérias na boca. Bem como, os Obeliscos encontrados nos micróbios de diferentes partes do corpo apresentam sequências distintas entre eles, relatam os pesquisadores na pré-impressão, no bioRxiv.

Como resultado, os Obeliscos contêm genes diferentes de todos os descobertos até agora em outros organismos. Eles “compreendem uma classe de diversos RNAs que colonizaram e passaram despercebidos nos microbiomas humanos e globais”, escreve a equipe.

“Penso que este [trabalho] é mais uma indicação clara de que ainda estamos a explorar as fronteiras deste universo viral”, diz Roux. Indicando que “ainda estamos a explorar as fronteiras deste universo viral”.

Dessa forma, novos estudos precisam ser realizados e respostas precisam ser encontradas. Só então, poderemos responder a outra questão importante sobre a evolução dos vírus: Foram eles formados a partir de Viróides e Obeliscos cada vez mais complexos, ou surgiram primeiro e depois se degeneraram nestas estruturas mais simples? “Esta é uma das partes mais emocionantes neste campo neste momento”, afirmam os pesquisadores.

Pesquisa carregada no serviço de pré-impressão, bioRxiv.

Adaptado de : Science Alerts – Nature – 29 de janeiro de 2024 – PorTESSA KOUMOUNDOUROS

PENNISI, E. (2024) ‘it’s insane’: New viruslike entities found in human gut …, Science. Available at: https://www.science.org/content/article/it-s-insane-new-viruslike-entities-found-human-gut-microbes (Accessed: 20 February 2024).