Хотя учёные уже накопили немало данных о микробиоме кишечника, микробиом ротовой полости остаётся относительно неизведанной областью. Например, недавно исследователи обнаружили там огромные фрагменты ДНК, о существовании которых ранее не знали.

Возможно, вы уже знаете, что внутри ядер почти каждой клетки человеческого организма спирали ДНК переплетаются друг с другом, выступая в роли чертежей, управляющих нашим существованием. Но, возможно, вы не слышали, что внутри некоторых клеток также плавают фрагменты ДНК, которые не являются частью двойной спирали. Эти отдельные генетические элементы называются внехромосомной ДНК (ecDNA). Они могут играть роль в развитии и росте раковых опухолей, а также помогать поддерживать теломеры — защитные колпачки на концах хромосом, связанные со старением.

Изучая возможность существования ecDNA в человеческой слюне, исследователи из Токийского университета были сильно удивлены результатами нового исследования. Они обнаружили ecDNA в микробиоме ротовой полости, скрытую внутри бактерий Streptococcus salivarius, причём эти фрагменты оказались сравнительно гигантскими. Учёные назвали их "Inocles".

«Мы знаем, что в микробиоме ротовой полости существует множество различных видов бактерий, но многие их функции и способы их реализации до сих пор неизвестны», — говорит ведущий автор исследования Юя Кигучи. — «Изучая это, мы обнаружили Inocles — пример внехромосомной ДНК. Это как найти книгу с дополнительными примечаниями, прикреплёнными к ней, и мы только начинаем читать их, чтобы понять, что они делают».

Чтобы обнаружить ранее неизвестный генетический материал, исследователи разработали собственный способ картирования ДНК, найденной в образцах человеческой слюны, использованных в исследовании. Вместо того чтобы сосредотачиваться на фрагментированных генетических данных, которые обычно получаются при таком анализе, они создали метод захвата гораздо более длинных цепочек ДНК, который назвали preNuc. Этот метод позволил им обнаружить Inocles внутри ротовых бактерий.

«Средний размер генома Inocle составляет 350 тысяч пар оснований — это мера длины для генетических последовательностей, так что это один из крупнейших внехромосомных генетических элементов в человеческом микробиоме», — отмечает Кигучи. — «Плазмиды, другие формы внехромосомной ДНК, обычно достигают лишь нескольких десятков тысяч пар оснований. Такая длина позволяет Inocles содержать гены для различных функций, включая устойчивость к окислительному стрессу, восстановление повреждений ДНК и гены, связанные с клеточной стенкой, возможно, участвующие в адаптации к внеклеточному стрессу».

Тем не менее, исследователи пока не до конца уверены, какую именно роль играют эти крупные блоки ecDNA, и планируют провести дополнительные исследования, чтобы их изучить — особенно неохарактеризованные гены, которые они содержат. Эта работа может привести к пониманию того, как Inocles влияют на общее состояние ротовой полости и могут ли они способствовать или препятствовать развитию кариеса и заболеваний дёсен.

«Примечательно, что, учитывая разнообразие человеческой популяции, представленное в образцах слюны, мы считаем, что 74% всех людей могут обладать Inocles», — заключает Кигучи. — «И хотя микробиом ротовой полости изучается уже давно, Inocles оставались скрытыми всё это время из-за технологических ограничений.

Теперь, когда мы знаем об их существовании, мы можем начать исследовать, как они формируют отношения между человеком, его микробами и здоровьем ротовой полости. Есть даже намёки на то, что Inocles могут служить маркерами серьёзных заболеваний, таких как рак».