В слюне человека обнаружены гигантские ДНК-элементы, связанные с болезнями

Неожиданное открытие в образцах слюны выявило гигантские ДНК-элементы под названием Inocles, скрытые в обычных бактериях полости рта. Эти упущенные из виду генетические структуры могут влиять на здоровье человека и развитие заболеваний. Credit: Shutterstock

Исследователи из Токийского университета обнаружили в человеческой слюне ранее неизвестные гигантские ДНК-элементы — Inocles. Эти структуры, по-видимому, играют ключевую роль в адаптации бактерий к постоянно меняющейся среде полости рта. Открытие дает новое понимание того, как оральные бактерии колонизируют и сохраняются в организме человека, с потенциальными последствиями для здоровья, болезней и исследований микробиома.

«Мы знаем, что в оральном микробиоме много разных бактерий, но многие их функции и способы реализации этих функций до сих пор неизвестны», — пояснил Юя Кигучи, руководитель исследования. — «Изучая это, мы обнаружили Inocles — пример внехромосомной ДНК, фрагментов ДНК, которые существуют в клетках, в данном случае бактерий, но вне их основной ДНК».

Обнаружение Inocles было непростой задачей, поскольку обычные методы секвенирования фрагментируют генетические данные, делая невозможным восстановление крупных элементов. Команда применила передовые методы длинного чтения секвенирования. Ключевой прорыв совершила Нагиса Хамамото, разработавшая метод preNuc для селективного удаления человеческой ДНК из образцов слюны.

«Средний размер генома Inocle составляет 350 килобазных пар, что делает его одним из крупнейших внехромосомных генетических элементов в микробиоме человека», — отметил Кигучи. — «Эта длина наделяет Inocles генами для различных функций, включая устойчивость к окислительному стрессу, репарацию повреждений ДНК и гены, связанные с клеточной стенкой».

Исследователи планируют разработать стабильные методы культивирования бактерий, содержащих Inocles. Это позволит изучить их функции, возможность распространения между людьми и влияние на здоровье полости рта, включая кариес и заболевания десен. Есть даже некоторые намёки, что Inocles могут служить маркерами серьезных заболеваний, таких как рак.

«Учитывая диапазон человеческой популяции, которую представляют образцы слюны, мы считаем, что 74% всех людей могут обладать Inocles. И хотя оральный микробиом давно изучается, Inocles оставались скрытыми все это время из-за технологических ограничений», — заключил Кигучи.