- Các thực thể RNA giống virus Obelisks, không giống với các tác nhân sinh học đã biết trong microbiome của con người và trên toàn thế giới, đã được phát hiện, khiến chúng ta phải nhìn lại ranh giới phân loại của thế giới vi sinh vật
- Obelisks có cấu trúc vòng RNA ngắn dài khoảng 1.000 nucleotide, và được đặt tên như vậy vì hình dạng thanh đối xứng của chúng
- Nghiên cứu preprint chưa qua bình duyệt đã xác định gần 30.000 loài Obelisks trong 5,4 triệu bộ dữ liệu trình tự di truyền công khai, và chúng xuất hiện trong khoảng 10% microbiome người được khảo sát
- Trong một bộ dữ liệu, Obelisks được phát hiện trong 50% mẫu miệng của bệnh nhân, và một Obelisk dài 1.137 nucleotide đã được phân lập bên trong vi khuẩn miệng phổ biến Streptococcus sanguinis
- Obelisks mã hóa một họ protein mới là Oblins, nhưng không cho thấy gene tạo vỏ protein của virus, nên vẫn có khả năng chúng gần với plasmid RNA hơn là virus
Phát hiện và phân bố của Obelisks
- Trong khi khảo sát các quần thể vi sinh vật trong cơ thể người, nhóm nghiên cứu đã phát hiện vật chất di truyền không có độ tương đồng về trình tự hoặc cấu trúc với các tác nhân sinh học đã biết
- Nhóm của Ivan Zheludev tại Stanford University cho rằng các thực thể này có thể không phải là virus, mà là một nhóm mới nối khoảng trống giữa những phân tử di truyền đơn giản nhất và các virus phức tạp hơn
- Obelisks được sắp xếp thành một lớp RNA đa dạng từng chưa được phát hiện, hiện diện trong microbiome người và trên toàn thế giới
- Tên gọi này bắt nguồn từ cấu trúc thanh đối xứng giống obelisk cổ đại do chiều dài RNA xoắn tạo thành
- Trình tự di truyền của chúng chỉ dài khoảng 1.000 nucleotide, và độ ngắn này có thể là lý do chúng bị bỏ sót trong các nghiên cứu trước đây
- Trong nghiên cứu preprint chưa qua bình duyệt, nhóm nghiên cứu đã tìm kiếm trong 5,4 triệu bộ dữ liệu trình tự di truyền công khai
- Xác định gần 30.000 loài Obelisks khác nhau
- Obelisks xuất hiện trong khoảng 10% microbiome người được khảo sát
- Trong một bộ dữ liệu, Obelisks được phát hiện trong 50% mẫu miệng của bệnh nhân
- Cũng có mô hình cho thấy các loại Obelisks khác nhau tồn tại ở các vị trí khác nhau trên cơ thể, cho thấy chúng có thể là những cư dân định cư của microbiome người tương ứng
Đặc điểm khác với virus, viroid và plasmid
- Nhóm nghiên cứu đã phân lập được một loại tế bào chủ của Obelisk trong microbiome người, và vật chủ đó là vi sinh vật miệng phổ biến ở người Streptococcus sanguinis
- Obelisk bên trong vi sinh vật này có cấu trúc vòng dài 1.137 nucleotide
- Vật chủ của các Obelisks khác vẫn chưa được biết, nhưng ít nhất một số trong chúng có thể tồn tại trong vi khuẩn
- Tất cả Obelisks dường như đều mã hóa một họ protein mới mà nhóm nghiên cứu đặt tên là Oblins
- Chỉ dẫn để tạo ra protein này dường như chiếm ít nhất một nửa vật chất di truyền của Obelisks
- Vì Oblins rất giống nhau trên toàn bộ các Obelisks, nhóm nghiên cứu nghi ngờ chúng có thể tham gia vào quá trình sao chép
- Khả năng mã hóa protein là điểm phân biệt Obelisks với viroid, vốn là các vòng RNA đã biết trước đây
- Đồng thời, Obelisks dường như không có gene tạo nên vỏ protein mà các virus RNA, bao gồm cả virus gây COVID-19, có thể mang khi ở ngoài tế bào
- So với plasmid, là các phân tử di truyền cùng tồn tại bên trong tế bào từ thực vật đến vi khuẩn, Obelisks lớn hơn nhiều, trong khi plasmid thường được cấu thành từ DNA
- Hiện vẫn chưa rõ Obelisks ảnh hưởng thế nào tới vật chủ vi khuẩn của chúng, hay chúng lan truyền giữa các tế bào bằng cách nào
- Kết luận của nhóm nghiên cứu nghiêng về khả năng các yếu tố này có thể không mang tính ‘virus’, mà gần với plasmid RNA hơn
- Nghiên cứu đã được đăng dưới dạng preprint trên bioRxiv và vẫn chưa qua bình duyệt
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Tuyệt thật :) Tôi là đồng tác giả của nghiên cứu này. Hãy hỏi tôi bất cứ điều gì
Bài báo này hiện đã qua bình duyệt và được đăng trên Cell vào tháng trước: [https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01091-2]
Obelisks là một phần trong chương trình nghiên cứu lớn hơn đang được University of Toronto và các cộng tác viên thực hiện; liên quan đến nó, các bạn cũng có thể xem bài báo về Virus-Viroid Hybrids [https://www.nature.com/articles/s41467-023-38301-2] và Zeta-Elements [https://www.nature.com/articles/s41586-021-04332-2]
Sinh học tính toán đang mở rộng hiểu biết của chúng ta về đa dạng sinh học trên Trái Đất theo cách mang tính cách mạng, và tôi nghĩ Zeta-elements, Ambiviruses, Obelisks mới chỉ là khởi đầu. Nếu quan tâm, “Laboratory for RNA-Based Lifeforms” của University of Toronto đang tuyển các lập trình viên/nghiên cứu sinh sau tiến sĩ/học viên cao học đầy nhiệt huyết: [https://www.rnalab.ca]
Giờ tôi xin tạm kết thúc ở đây. Nếu còn câu hỏi nào, tôi sẽ quay lại kiểm tra vào cuối ngày hôm nay
Theo tôi hiểu thì trong các nhánh sự sống đã biết có rất nhiều tính bảo tồn, và không thường xuyên phát hiện ra nhánh mới, nên điều này rất thú vị
Việc tìm ra virus/viroid hoàn toàn mới có phổ biến hơn không? Các tác nhân sinh học thật sự mới ở cấp độ trình tự được phát hiện thường xuyên đến mức nào?
Tương tác giữa tế bào/vi khuẩn và virus thì dễ hiểu. Virus lây nhiễm tế bào và biến chúng thành nhà máy sản xuất virus
Obelisks làm gì? Chúng có được tích hợp vào hoặc được đọc bởi bộ máy DNA hay bào quan trong tế bào để tạo ra thêm Obelisks không?
Vòng đời của chúng ra sao, và chúng khác gì so với các viroid đã biết?
Ví dụ, trong các mẫu hệ gene có thể còn thêm Obelisks hoặc những thứ giống “sự sống” tương tự không?
Cụm “một class hoàn toàn mới của vật thể giống virus” lúc đầu làm tôi bối rối. Ở đây Class không mang nghĩa kỹ thuật là bậc phân loại nằm giữa ngành và bộ nhỉ
Thật mừng khi có thêm mảnh ghép mới về cách ruột hoạt động. Hy vọng một ngày nào đó chúng ta cũng hiểu được ảnh hưởng của nó lên miễn dịch, thoái hóa thần kinh, ung thư và những thứ hiện vẫn đang dựa vào các phát hiện tình cờ
Nếu trình tự di truyền của Obelisks chỉ khoảng 1.000 ký tự, thì khả năng chúng được tái tạo bởi các quá trình hóa học ngẫu nhiên ở gần như bất kỳ không-thời gian nào trong vũ trụ sẽ cao hơn nhỉ. Có nên gọi là mang tính toàn vũ trụ không?
Nghiên cứu này chưa qua bình duyệt, nên khẳng định trong tiêu đề có vẻ hơi quá chắc chắn
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01091-2
Đúng là một họ yếu tố hệ gene mới
Dù điều đó cũng không quá quan trọng
Bài viết từ tháng 1, vậy hiện nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí học thuật chưa?
[1]: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.20.576352v1
[2]: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2024.09.033
Nhưng chúng là sự sống như thế nào? Sự sống thường được định nghĩa bằng khả năng sinh sản, còn những thứ này có vẻ như đi nhờ bộ máy tế bào của vật chủ
Chúng có công dụng nào đã biết không, hay có khả năng một loại DNA rác nào đó đã tham gia mã hóa chúng không?
Đặc biệt tôi biết rằng thuyết “virus xuất hiện trước” về nguồn gốc sự sống đã có thêm sức nặng. Quan điểm này cho rằng trước hết có một “nồi súp” protein/DNA, sau đó virus xuất hiện, rồi mãi sau mới có sinh vật tế bào
Và nếu muốn một thực thể không “đi nhờ” thứ gì khác, bạn phải chờ đến thực vật quang hợp, mà đó là chuyện xảy ra muộn hơn vài bước trong tiến hóa. Đó là cách hiểu không chuyên của tôi về lý thuyết hiện nay
Có phải là tàn dư của thế giới RNA không?
Thật thú vị khi các biến đổi RNA đa dạng hơn DNA, và giờ chúng ta mới bắt đầu phát triển phương pháp để phát hiện chúng. Giải trình tự Nanopore của Oxford Nanopore Technology là công nghệ đầu tiên có thể giải trình tự RNA tự nhiên và các biến đổi của nó; các bạn đã khám phá lĩnh vực này chưa?