Прямо сейчас, пока вы читаете этот текст, в вашей ротовой полости копошатся триллионы молекул, о существовании которых наука не подозревала еще два года назад.
Это не вирусы. Не бактерии. Не грибки. Что-то совершенно новое — настолько новое, что учёные до сих пор не могут сказать, живое это или нет.
Называют их «обелисками».
Открытие получило такую реакцию в научном сообществе, что один из ведущих молекулярных биологов США Марк Пейфер, услышав о результатах исследования, произнёс буквально:
«Это безумие».
Не вирус, не бактерия — тогда кто?
Обелиски — это кольцевые молекулы РНК длиной около тысячи нуклеотидов. Они складываются в характерную палочковидную форму, напоминающую древнеегипетские монументы, — отсюда и название "обелиск", чисто за внешнее сходство.
Никакой оболочки, никакой мембраны, никаких рибосом у них нет. Просто одна тугая петля генетического материала и два белка, которые она кодирует.
Вирусы хотя бы "одеты": снаружи у них белковый капсид, защищающий геном. Бактерии — те вообще полноценные клетки с собственным метаболизмом.
Обелиски не имеют ни того ни другого. Они меньше самого маленького известного РНК-вируса примерно в четыре раза.
Чаще всего их сравнивают с так называемыми вироидами - это крошечные инфекционные агенты из кольцевой одноцепочечной РНК без белковой оболочки, в отличие от вирусов. Они паразитируют в растениях, вызывая болезни вроде деформации картофеля, и размножаются с помощью ферментов клетки-хозяина, не кодируя собственных белков.
Обелиски оказались сложнее вироидов растений. Вироиды не кодируют вообще ничего. Обелиски же кодируют белки. Два штуки. Биологи называют их «облинами» — и пока не знают, зачем они нужны.
По всем формальным критериям обелиски проваливают любую классификацию.
Не живые — нет метаболизма.
Не мёртвые, так как реплицируются и эволюционируют.
Официальный статус в науке: incertae sedis, что на латыни означает «неопределённого положения». По-русски это называется — «понятия не имеем».
Сколько их внутри вас
Обелиски обнаружили примерно в 50% образцов слюны из исследованной выборки. Это значит, что у каждого второго читателя этого текста они сейчас копошатся во рту.
Теперь о масштабе. Главный известный хозяин обелисков во рту — бактерия Streptococcus sanguinis, обычный житель зубного налёта.
Именно в ее клетках обелиски живут и размножаются, используя её ресурсы для репликации.
Учёные проверили её клетки и обнаружили, что обелиск там буквально самая распространённая молекула — его больше, чем любого собственного гена бактерии, включая гены, отвечающие за дыхание и размножение.
По расчётам, в каждой такой клетке около тысячи копий. Умножьте на количество бактерий во рту — и получите примерно 5 триллионов обелисков в одной ротовой полости. Для сравнения: клеток во всём вашем теле около 37 триллионов.
Где ещё их нашли
Поначалу казалось, что обелиски — специфика человеческого микробиома.
Обелиски нашлись везде: в Атлантике, в Тихом, в Индийском, в Северном Ледовитом океанах — от поверхности до мезопелагической зоны на глубине до километра.
Нашлись даже подо льдом Росса в Антарктиде — одном из самых холодных мест на Земле. Особенно высокая концентрация — в слоях максимума хлорофилла, где цветёт фитопланктон.
Отдельное семейство обелисков откопали в кислотных горячих источниках Японии. Всего ученые идентифицировали около 30 000 различных видов обелисков, распределённых по всем семи континентам.
Опасны ли они
А вот неизвестно!
Ни одной корреляции между наличием обелисков и конкретным заболеванием обнаружено не было. Они одинаково часто встречаются у здоровых и у больных людей.
Это, конечно, не означает, что обелиски безвредны. Просто у нас нет данных ни в ту, ни в другую сторону.
Возможно, они абсолютно нейтральны — молчаливые пассажиры, которые просто воспроизводят себя и никому не мешают.
Возможно, они влияют на поведение бактерий-хозяев при определённых условиях, которые не воспроизводятся в лаборатории.
Сейчас основная гипотеза - обелиски в S. sanguinis могут усиливать её защитные функции против кариесогенных бактерий. Получается, что обелиски даже полезны для наших зубов!
Параллельно изучают их присутствие у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника.
Какую пользу могут принести нам обелиски
Как ни странно, их уже учатся использовать в качестве молекулярных инструментов.
Некоторые обелиски содержат встроенные молекулярные «ножницы» — они умеют разрезать и сшивать РНК без всяких белковых ферментов.
Лаборатории в Массачусетском технологическом институте и в Кембридже уже примеряют их как замену CRISPR (это сейчас самая известная технология "нарезания" ДНК).
Они оказались удобнее и компактнее и могут добраться туда, куда CRISPR не добирается, — например, в нейроны.
Два белка обелисков, облины, вообще не похожи ни на один известный белок на Земле — новое семейство с нуля, и если учёные разберутся, что они делают, в руках синтетической биологии окажется совершенно новый инструмент.
Но главная интрига глубже. Около 4 миллиардов лет назад жизнь на Земле, по всей видимости, была устроена иначе: не ДНК и белки, а просто РНК — она одна и хранила информацию, и катализировала реакции.
Потом появились белки и ДНК, и РНК отошла на второй план. Обелиски — крошечные, кольцевые, самовоспроизводящиеся РНК-молекулы — подозрительно похожи на то, как могли выглядеть те самые первые молекулы жизни. Живые ископаемые из эпохи до клеток.
Мы привыкли думать, что уже разобрались в себе — что человек изучен, разложен по полочкам, описан в учебниках.
А потом выясняется, что внутри нас живут триллионы сущностей, о которых мы узнали… буквально вчера.
Не враги. Не друзья. Просто соседи, про которых мы не в курсе.
И это, пожалуй, самое честное определение человека:
Мы — не просто отдельный организм, а целый мир, в котором даже мы сами до сих пор не разобрались.