免疫學新知-Viroid-like colonists of human microbiomes

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今天這篇2024年11月發表在Cell[https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01091-2]的文章顛覆了細菌與病毒之間的關係，描述了一個存在於微生物中未知的類病毒RNA，至於這個新的生物體作用及目的為何，為何會出現在細菌裡，都還處於未知的階段。

背景知識

在病毒學中，RNA病毒（Riboviria）以自帶複製聚合酶為特徵，這使得研究者能夠透過同源性尋找新病毒。然而，類似於類病毒（Viroids）和肝炎δ病毒樣病毒（HDV-like satellites）的RNA因子，則是利用宿主細胞的RNA聚合酶來進行複製，形成目前已知最小的基因體（類病毒約350 nt，HDV約1.7 kb）。這些超簡約基因體挑戰了生物訊息傳遞的極限，也讓我們不禁思考：相比RNA病毒，為何類病毒和類HDV的發現如此稀少？

類病毒缺少蛋白質的編碼能力，但又具有ribozyme-like 特徵，近期因為蛋白質相似性的研究，讓科學家有機會擴展對類病毒的認識 （先前認為局限於植物）。

探索人類腸道微生物組（hGMB），揭示未知RNA因子

為了發掘潛在的RNA基因體，研究團隊開發了一種無參考基因組的生物資訊學分析方法 ——「Viroid Nominator（VNom）」，並將其應用於人類整合微生物組計畫（iHMP）的數據分析，最終發現了一類全新的RNA因子，並命名為 Obelisks！

🧬 Obelisks 的特點

✅ 形成獨特的進化分支，僅限於RNA數據集中發現 ✅ 無已知基因組或病毒組（Virome）相似性 ✅ RNA序列可組裝成 約1,000 nt 的環狀基因體 ✅ 具備 棒狀 RNA二級結構，並編碼新的 Oblin 蛋白超級家族 ✅ 部分Obelisks 擁有特異性的鎚頭核酶（Hammerhead Ribozyme）

Obelisks 的廣泛分布

研究團隊分析了 540萬組公共測序數據，發現 29,959種不同的Obelisks（90%相似性閾值），遍布 22萬個不同的生態系統，超越了人類腸道微生物組（hGMB）的範疇。

🔬 發現宿主：Obelisks 可在 Streptococcus sanguinis 中複製！

研究進一步確定了 Streptococcus sanguinis（一種常見的口腔細菌）是Obelisks的複製宿主。在 實驗室培養條件下，Obelisks 可穩定存在於S. sanguinis，但 對細菌生長沒有明顯影響。

📊 人類微生物組中的Obelisks普遍性

團隊分析了 5個已發表的人類口腔與腸道微生物組研究（472名受試者），發現 約9.7% 的受試者攜帶Obelisks，並且在人體不同解剖部位中 存在解剖學特異性的分布模式。

總結

Obelisks的發現顛覆了傳統病毒學認知，揭示了一類全新的RNA因子！ 這項研究不僅擴展了我們對RNA基因組多樣性的理解，也為探索未知微生物組遺傳因子的發現開闢了新的道路。