'Obelisks': nueva clase de vida descubierta en el sistema digestivo humano

 (sciencealert.com)
1 puntos por GN⁺ 2024-12-31 | 1 comentarios | Compartir por WhatsApp
  • Se descubrieron Obelisks, entidades de ARN similares a virus que no se parecen a ningún agente biológico conocido, en humanos y en microbiomas de todo el mundo, lo que obliga a reconsiderar los límites de clasificación del mundo microbiano
  • Los Obelisks tienen una estructura corta de anillo de ARN de unas 1,000 nucleótidos y reciben ese nombre por su forma simétrica de bastón
  • Un estudio preliminar, previo a la revisión por pares, identificó casi 30,000 tipos de Obelisks en un conjunto de datos públicos de secuencias genéticas de 5.4 millones, y aparecieron en alrededor del 10% de los microbiomas humanos analizados
  • En un conjunto de datos, se encontraron Obelisks en el 50% de las muestras orales de pacientes, y se aisló un Obelisk de 1,137 nucleótidos dentro de la bacteria oral común Streptococcus sanguinis
  • Los Obelisks codifican una nueva familia de proteínas, Oblins, pero no muestran genes de la cubierta proteica de los virus, por lo que queda abierta la posibilidad de que sean más cercanos a plásmidos de ARN que a virus

Descubrimiento y distribución de los Obelisks

  • Mientras investigaba las comunidades microbianas dentro del cuerpo humano, el equipo de investigación encontró material genético en el que no se detectaba similitud de secuencia o estructura con agentes biológicos conocidos
  • El equipo de Ivan Zheludev, de Stanford University, considera que estas entidades podrían no ser virus y que tal vez sean un nuevo grupo que conecta la brecha entre las moléculas genéticas más simples y virus más complejos
  • Los Obelisks se describen como una diversa clase de ARN establecida en humanos y en microbiomas de todo el mundo, pero que no había sido descubierta hasta ahora
  • El nombre proviene de la estructura simétrica en forma de bastón, parecida a un obelisco antiguo, que forma la longitud de ARN retorcida
  • La secuencia genética tiene apenas unas 1,000 nucleótidos, y esa corta longitud podría haber hecho que pasara inadvertida en estudios anteriores
  • En un estudio preliminar sin revisión por pares, el equipo buscó en 5.4 millones de conjuntos de datos públicos de secuencias genéticas
    • Identificó casi 30,000 tipos distintos de Obelisks
    • Los Obelisks aparecieron en alrededor del 10% de los microbiomas humanos analizados
    • En un conjunto de datos, se encontraron Obelisks en el 50% de las muestras orales de pacientes
  • También se observó que distintos tipos de Obelisks existen en diferentes partes del cuerpo, lo que sugiere que podrían ser colonizadores de esos microbiomas humanos

Rasgos distintos de virus, viroides y plásmidos

  • El equipo de investigación aisló un tipo de célula huésped de Obelisk en el microbioma humano: Streptococcus sanguinis, un microbio oral humano común
    • El Obelisk dentro de este microbio tiene una estructura circular de 1,137 nucleótidos de longitud
    • Aún se desconocen los huéspedes de otros Obelisks, pero al menos algunos podrían existir dentro de bacterias
  • Todos los Obelisks parecen codificar una nueva familia de proteínas que el equipo llamó Oblins
    • Las instrucciones para producir estas proteínas parecen ocupar al menos la mitad del material genético de los Obelisks
    • Como las Oblins son muy similares entre distintos Obelisks, el equipo sospecha que podrían participar en el proceso de replicación
  • La capacidad de codificar proteínas distingue a los Obelisks de los viroides, que son anillos de ARN ya conocidos
  • Al mismo tiempo, los Obelisks parecen no tener genes para producir la cubierta proteica que los virus de ARN, incluido el COVID-19, pueden portar fuera de las células
  • Los Obelisks son mucho más grandes que los plásmidos, moléculas genéticas que coexisten dentro de células desde plantas hasta bacterias, y los plásmidos suelen estar compuestos de ADN
  • Todavía no se ha confirmado qué efecto tienen los Obelisks en sus huéspedes bacterianos ni cómo se propagan entre células
  • La conclusión del equipo apunta a que estos elementos podrían no ser “virales” y que podrían estar más cerca de plásmidos de ARN
  • El estudio está disponible como preprint en bioRxiv y aún no ha pasado por revisión por pares

Lecturas relacionadas

1 comentarios

 
GN⁺ 2024-12-31
Opiniones en Hacker News

  • Genial :) Soy coautor de este estudio. Pregunten lo que quieran.
    Este paper ya pasó por revisión por pares y se publicó el mes pasado en Cell: [https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01091-2]
    Los Obelisks son parte de un programa de investigación más amplio en curso con la University of Toronto y colaboradores; en relación con eso, también pueden ver el paper sobre Virus-Viroid Hybrids [https://www.nature.com/articles/s41467-023-38301-2] y Zeta-Elements [https://www.nature.com/articles/s41586-021-04332-2]
    Creo que la biología computacional está ampliando de forma revolucionaria nuestra comprensión de la biodiversidad de la Tierra, y que Zeta-elements, Ambiviruses y Obelisks son apenas el comienzo. Si les interesa, el “Laboratory for RNA-Based Lifeforms” de la University of Toronto está contratando desarrolladores/postdocs/estudiantes de posgrado con entusiasmo: [https://www.rnalab.ca]
    Por ahora cierro aquí. Si quedan preguntas, volveré a revisar más tarde hoy.

    • Cuando dicen que “los Obelisks forman su propio clado, sin similitud detectable con agentes biológicos conocidos”, ¿eso realmente significa que no tienen similitud con ninguna secuencia, incluidos virus o viroides?
      Entiendo que dentro de las ramas de vida conocidas se ve mucha conservación y que no es frecuente descubrir ramas nuevas, así que esto me parece muy interesante.
      ¿Es más común encontrar virus/viroides completamente nuevos? ¿Con qué frecuencia se descubren agentes biológicos realmente nuevos a nivel de secuencia?
    • ¿Cómo encajan los Obelisks con las formas de vida que conocemos normalmente?
      La interacción entre células/bacterias y virus es fácil de entender. Un virus infecta una célula y la convierte en una fábrica de virus.
      ¿Qué hacen los Obelisks? ¿Se integran o son leídos dentro de la célula por la maquinaria de DNA o por orgánulos para producir más Obelisks?
      ¿Cómo es su ciclo de vida y en qué se diferencian de los viroides ya conocidos?
    • ¿Cómo sabemos que no son algo que se replica por sí mismo, sino desechos o productos intermedios de otras células?
    • Dicho de forma simple, parecen plásmidos de RNA con forma de bastón, sin membrana ni envoltura, que codifican unas pocas proteínas. ¿Es correcto entenderlos así? ¿Se ha determinado hasta ese punto?
    • ¿Habrá más entidades de este tipo que todavía no se hayan detectado o que sean difíciles de detectar?
      Por ejemplo, ¿podría haber más Obelisks o cosas similares a “vida” dentro de muestras genómicas?

  • La expresión “una class completamente nueva de objetos similares a virus” me confundió al principio. Aquí Class no se usa en el sentido técnico de rango taxonómico entre filo y orden.

    • A mí no me confundió. No me pareció que una clase taxonómica recién descubierta fuera a convertirse en noticia de medios masivos, y esperaba algo de nivel más alto; el descubrimiento real estuvo a la altura de esa expectativa.
    • sciencealert.com es un sitio de divulgación científica, así que no usa terminología tan estricta.

  • Me alegra mucho que se estén encontrando nuevas piezas del rompecabezas de cómo funciona el intestino. Ojalá algún día podamos entender también sus efectos en la inmunidad, la neurodegeneración, el cáncer y demás, que por ahora dependen de hallazgos más bien fortuitos.

  • Si las secuencias genéticas de los Obelisks tienen apenas unas 1.000 letras, entonces es más probable que procesos químicos aleatorios las vuelvan a crear en casi cualquier punto del espacio-tiempo del universo. ¿Habría que llamarlas panglobales?

  • Este estudio todavía no ha pasado por revisión por pares, así que la afirmación del título parece un poco demasiado segura.

    • La versión publicada en revista más tarde ese año está aquí:
      https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01091-2
      Realmente es una nueva familia de elementos genómicos.
    • Quizá haya que ponerles un asterisco a los Obelisks hasta que pasen la revisión por pares.
    • La revisión por pares no cumple el rol que crees que cumple.
    • Un coautor (probablemente el comentario de arriba) acaba de decir que ya pasó por revisión por pares.
      Aunque eso no es que importe demasiado.

  • El artículo es de enero; ¿el estudio ya se publicó en una revista académica?

  • Pero ¿cómo es que esto es vida? La vida suele definirse por la capacidad de reproducirse, y estos parecen subirse a la maquinaria celular del huésped.
    ¿Tienen alguna utilidad conocida, o existe la posibilidad de que algún DNA basura haya participado en codificarlos?

    • Según mi comprensión aproximada, en la teoría biológica actual la definición de vida se ha vuelto bastante difusa.
      En particular, tengo entendido que la teoría de “virus primero” sobre el origen de la vida ha ganado fuerza. La idea es que primero hubo una sopa de proteínas/DNA, luego vinieron los virus y solo después aparecieron los organismos celulares.
      Y si quieres algo que no se “suba” a nada, habría que esperar hasta las plantas fotosintéticas, que son varios pasos posteriores en la evolución. Esa es mi comprensión de no experto sobre la teoría actual.

  • ¿Serán restos del mundo de RNA?

  • Es interesante que las modificaciones de RNA sean más diversas que las de DNA, y que recién ahora estemos empezando a desarrollar métodos para descubrirlas. La secuenciación Nanopore de Oxford Nanopore Technology es la primera tecnología que puede secuenciar RNA natural y sus modificaciones; ¿también exploraron esta área?