5 Minute
Inele de ADN neobișnuit de mari în microbiomul oral
Cercetătorii au identificat bucle de ADN excepțional de mari purtate de bacterii din cavitatea bucală umană, care pot influența sănătatea orală și interacțiunile cu sistemul imunitar și ar putea fi asociate cu rate mai scăzute ale unor tipuri de cancer. Elemente genetice circulare, denumite "Inocles", par să reprezinte o clasă nouă de ADN extrachromozomial foarte mare, asemănător plasmidelor, găsit la specii de Streptococcus care colonizează cavitatea orală.
Investigatori de la Universitatea din Tokyo au condus studiul care a descris pentru prima dată Inocles. Potrivit echipei, aceste inele acționează ca pachete modulare de gene care ajută bacteriile să se adapteze la mediul stresant și fluctuant al cavității bucale — practic instrumente suplimentare de supraviețuire dincolo de cromozomul principal al bacteriei. După cum explică microbiologul principal al proiectului, explorarea microbiomului oral dezvăluie numeroase mecanisme genetice încă slab înțelese; Inocles adaugă un strat anterior nevăzut la această complexitate.
Inocles au fost găsite la bacteriile Streptococcus. (Kiguchi et al., Nat. Commun., 2025)
Cum au fost descoperite elementele și cât de răspândite sunt
Descoperirea a început cu o analiză de secvențiere focalizată a salivei provenite de la 56 de voluntari. Pentru a testa cât de răspândite sunt structurile, echipa a analizat apoi un set extins de 476 de probe de salivă. Rezultatele indică faptul că aproximativ trei sferturi din persoanele testate poartă Inocles în bacteriile orale, sugerând că aceste elemente sunt componente comune ale microbiomului oral.
O provocare care a întârziat recunoașterea Inocles este mărimea lor mare. Fluxurile standard de secvențiere cu citiri scurte fragmentează ADN-ul în bucăți mici înainte de asamblare, ceea ce face dificilă reconstrucția elementelor circulare foarte mari. Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au dezvoltat un flux de procesare adaptat numit preNuc, care elimină ADN-ul uman din probele de salivă înainte de secvențiere, simplificând dramatic asamblarea genomurilor bacteriene și a elementelor extrachromozomiale mari. Folosind această abordare, au măsurat o lungime medie a Inoclelor de aproximativ 350 kilobaze — un ordin de mărime mai mare decât multe plasmide tipice, care au de obicei zeci de kilobaze.
Gene, funcții și posibile efecte protectoare
Conținut funcțional
Lungimea extinsă a Inoclelor conține gene care ar putea contribui la supraviețuirea bacteriilor în cavitatea bucală: sisteme pentru rezistența la stres oxidativ, căi implicate în repararea daunelor ADN-ului și gene legate de peretele celular care ar putea regla răspunsurile la stresul extracelular. Aceste funcții sugerează că Inocles ar putea ajuta tulpinile de Streptococcus să persiste în condiții de atac imun, schimbări frecvente ale pH-ului și expunere la molecule reactive din cavitatea orală.
Asociere cu cancerul
Într-un tipar neașteptat, probele de salivă de la persoane cu cancere la cap și gât conțineau semnificativ mai puține Inocles decât probele de la persoane fără cancer. Această corelație sugerează un potențial rol protectiv pentru aceste elemente — fie afectând direct riscul local de tumori, fie reflectând în mod indirect schimbări mai largi în ecologia orală care coincid cu cancerul. Totuși, cauzalitatea nu este stabilită: numărul mai mic de Inocles ar putea fi o consecință a cancerului sau a tratamentului acestuia, sau un al treilea factor ar putea influența atât riscul de cancer, cât și prezența acestor inele de ADN.
Întrebări deschise și cercetări viitoare
Pașii importanți următori includ studii funcționale pentru a determina exact ce fac genele Inoclelor în fiziologia bacteriană; experimente pentru a vedea dacă aceste elemente pot fi transferate între bacterii sau între oameni; și studii longitudinale pentru a testa dacă Inocles influențează riscul de cancer, inflamația orală sau răspunsurile imune sistemice. Echipa intenționează să testeze cum se comportă Inocles sub stres oxidativ, dacă se pot răspândi prin transfer orizontal de gene și cât de stabile sunt în gazde diferite.
Perspective ale experților
Dr. Lena Morales, geneticist microbian și comunicatoare științifică: "Găsirea Inoclelor este ca descoperirea unor anexe ascunse într-o carte despre microbiomul oral. Mărimea lor le permite să transporte module complete care ar putea schimba comportamentul bacterian în moduri cu relevanță clinică. Prioritatea acum este să trecem de la corelație la mecanism: experimente controlate de laborator și cohorte longitudinale bine concepute ne vor spune dacă aceste inele sunt observatori, biomarkeri sau actori activi în sănătate și boală."
Concluzie
Inocles extind înțelegerea noastră despre ADN-ul extrachromozomial din microbiomul uman, dezvăluind inele plasmidice neobișnuit de mari care sunt comune la Streptococcus asociat gurii. Conținutul lor genetic sugerează roluri în rezistența la stres și repararea ADN-ului, iar datele populaționale preliminare arată mai puține Inocles la persoanele cu cancere la cap și gât — o corelație care justifică cercetări mecanistice detaliate. Progresele în pregătirea probelor și secvențiere, precum abordarea preNuc, au fost cruciale pentru această descoperire și probabil vor dezvălui mai multe elemente genetice de scară mare în alte microbiome. Cercetări continue vor stabili dacă Inocles pot fi folosite ca biomarkeri sau ținte terapeutice pentru boli orale și sistemice.
Sursa: sciencealert
Comentarii