Naukowcy wykryli gigantyczne DNA w ustach. Jest obecne u większości z nas

Najnowsze badanie opublikowane na łamach „Nature Communications” to dowód na to, że nie tylko morskie głębiny i kosmos nadal są dla nas wielkimi zagadkami. Również współczesną medycynę ciągle mogą czekać rewolucyjne odkrycia. To, dotyczące DNA w ustach, jest jednym z nich.

Zagadkowy mikrobiom

Ludzie funkcjonują nie tylko dzięki złożonym organom, ale też w wyniku działania mikrobiomu. Tworzą go bakterie, wirusy i grzyby, które zamieszkują ludzki organizm i jego powierzchnię. W ostatnich latach naukowcy przyglądają się mikrobiomowi w różnych częściach ludzkiego organizmu.

Częściowo zainspirowani niedawnymi odkryciami „obcego” DNA w mikrobiomie gleby, Yuya Kiguchi, współuczestnik projektu badawczego i jego zespół zwrócili uwagę na duży zbiór próbek śliny zebranych przez laboratorium Yutaka Suzuki z Graduate School of Frontier Sciences na Uniwersytecie Tokijskim. Postanowili się mu przyjrzeć.

W ustach odkryto gigantyczne DNA

Na potrzeby najnowszych badań przeanalizowano skład śliny blisko 500 osób. Okazało się, że w 74% próbek znajdował się nieznany do tej pory materiał genetyczny. Określono go jako inocles. Jak określili to sami naukowcy, są to gigantyczne elementy DNA, które dotychczas umykały wykryciu.

Wykrycie inocles nie było łatwe, ponieważ konwencjonalne metody sekwencjonowania fragmentują dane genetyczne, uniemożliwiając rekonstrukcję dużych elementów. Kluczowy przełom nastąpił po zastosowaniu metody o nazwie preNuc, która pozwala na selektywne usuwanie ludzkiego DNA z próbek śliny. Okazało się, że gospodarzem dla inocles jest głównie bakteria Streptococcus salivariu.

– Wiemy, że w mikrobiomie jamy ustnej występuje dużo różnych rodzajów bakterii, ale wiele z ich funkcji i sposobów ich powstawania pozostaje nadal nieznanych – mówi Kiguchi. Jak wyjaśnia, inocles to przykład DNA pozachromosomowego – fragmentów DNA, które występują w komórkach, w tym przypadku bakteriach, ale poza ich głównym DNA. Jak to sobie wyobrazić? – To tak, jakbyśmy znaleźli książkę z dodatkowymi przypisami, które dopiero zaczynamy czytać, aby dowiedzieć się, do czego służą – wyjaśnia obrazowo badacz. Te przypisy to właśnie inocles.

Standardowe pozachromosomowe elementy DNA, takie jak plazmidy, zawierają zazwyczaj najwyżej kilkadziesiąt tysięcy „liter” kodu genetycznego. Z kolei inocles mają ich średnio 350–395 tysięcy, zatem są gigantami.

Rola inocles w ludzkim organizmie

Inocles mogą odgrywać ważną rolę w zapewnieniu ludziom zdrowia. Badacze wskazali kilka funkcji „gigantycznego DNA”:

• zwiększanie zdolności adaptacyjnych bakterii gospodarza: inocles zawierają geny, które pomagają bakteriom, głównie Streptococcus salivarius, przetrwać w trudnym środowisku jamy ustnej;
• budowanie odporności na stres oksydacyjny i środowiskowy: chronią bakterie przed uszkodzeniami spowodowanymi stresem oksydacyjnym;
• naprawa uszkodzeń DNA: posiadają geny związane z naprawą DNA.

Innym ważnym ustaleniem jest to, że inocles mogą być potencjalnym biomarkerem dla niektórych nowotworów. Analizując ślinę być może będzie można dokonać diagnostyki pod kątem wykrycia raka głowy i szyi (HNC) oraz raka jelita grubego (CRC). W skrócie: pacjenci bez lub z niewielką liczbą inocles mogą cierpieć na te choroby.

Źródło: Nature Communications

Nasz autor

Szymon Zdziebłowski

Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.