'Obelisks': मानव पाचन तंत्र में खोजी गई नई lifeform class
(sciencealert.com)- मानव और दुनिया भर के microbiome में वायरस-जैसी RNA इकाइयाँ Obelisks खोजी गई हैं, जो किसी भी ज्ञात जैविक इकाई से मेल नहीं खातीं और माइक्रोबियल दुनिया की वर्गीकरण सीमाओं पर फिर से सोचने को मजबूर करती हैं
- Obelisks लगभग 1,000 nucleotide लंबी छोटी circular RNA संरचनाएँ हैं, और इनके सममित डंडेनुमा आकार के कारण इन्हें यह नाम दिया गया
- peer review से पहले जारी एक preprint अध्ययन ने 54 लाख सार्वजनिक genetic sequence datasets में लगभग 30,000 प्रजातियों के Obelisks की पहचान की, और ये जांचे गए मानव microbiome के लगभग 10% में मिले
- एक dataset में मरीजों के 50% oral samples में Obelisks पाए गए, और सामान्य oral bacterium Streptococcus sanguinis के भीतर 1,137 nucleotide लंबा एक Obelisk अलग किया गया
- Obelisks नई protein family Oblins को encode करते हैं, लेकिन इनमें वायरल protein shell genes नहीं दिखते, इसलिए इनके वायरस की तुलना में RNA plasmid के ज्यादा करीब होने की संभावना बनी हुई है
Obelisks की खोज और वितरण
- शोध टीम ने मानव शरीर के microbial communities की जांच के दौरान ऐसा genetic material पाया जिसमें किसी भी ज्ञात जैविक इकाई से sequence या structural similarity नहीं मिली
- Stanford University के Ivan Zheludev की टीम का मानना है कि ये इकाइयाँ वायरस नहीं भी हो सकती हैं, और संभव है कि ये सबसे सरल genetic molecules और अधिक जटिल viruses के बीच की खाई को भरने वाला नया समूह हों
- Obelisks को मानव और वैश्विक microbiome में मौजूद, लेकिन अब तक अनदेखी रह गई विविध RNA classes के रूप में व्यवस्थित किया गया
- इनका नाम उस प्राचीन obelisk जैसी सममित rod structure से आया है, जो मुड़ी हुई RNA लंबाई से बनती है
- इनकी genetic sequence केवल लगभग 1,000 nucleotide लंबी होती है, और संभव है कि इसी छोटी लंबाई के कारण ये पहले के अध्ययनों में छूट गए हों
- peer review से न गुजरे इस preprint अध्ययन में टीम ने 54 लाख सार्वजनिक genetic sequence datasets खोजे
- लगभग 30,000 अलग-अलग Obelisks की पहचान की गई
- जांचे गए मानव microbiome के लगभग 10% में Obelisks मिले
- एक dataset में मरीजों के 50% oral samples में Obelisks पाए गए
- अलग-अलग प्रकार के Obelisks शरीर के अलग-अलग हिस्सों में पाए गए, जिससे संकेत मिलता है कि ये संबंधित मानव microbiome के स्थायी निवासी हो सकते हैं
वायरस, viroid और plasmid से अलग विशेषताएँ
- शोध टीम ने मानव microbiome में Obelisk के host cell के एक प्रकार को अलग किया, और वह host सामान्य मानव oral microbe Streptococcus sanguinis है
- इस microbe के भीतर मौजूद Obelisk की circular structure 1,137 nucleotide लंबी है
- अन्य Obelisks के hosts अभी अज्ञात हैं, लेकिन कम से कम कुछ के bacteria के भीतर मौजूद होने की संभावना है
- सभी Obelisks संभवतः एक नई protein family को encode करते हैं, जिसे शोध टीम ने Oblins नाम दिया है
- इस protein को बनाने के निर्देश Obelisks के genetic material के कम से कम आधे हिस्से पर कब्जा करते दिखते हैं
- Oblins, अलग-अलग Obelisks में बहुत समान हैं, इसलिए टीम को शक है कि ये replication process में शामिल हो सकते हैं
- protein encode करने की क्षमता Obelisks को मौजूदा circular RNA इकाइयों viroids से अलग करती है
- वहीं दूसरी ओर, Obelisks में उन genes के संकेत नहीं मिलते जो COVID-19 सहित RNA viruses के cell के बाहर मौजूद protein shell बनाते हैं
- cells के भीतर plants से bacteria तक के साथ सह-अस्तित्व रखने वाले genetic molecules plasmids की तुलना में Obelisks काफी बड़े हैं, और plasmids आमतौर पर DNA से बने होते हैं
- अभी यह स्पष्ट नहीं है कि Obelisks अपने bacterial hosts को कैसे प्रभावित करते हैं, या वे cells के बीच कैसे फैलते हैं
- शोध टीम का निष्कर्ष है कि ये तत्व जरूरी नहीं कि ‘viral’ हों, और संभव है कि ये RNA plasmids के ज्यादा करीब हों
- यह शोध bioRxiv पर preprint के रूप में उपलब्ध है और अभी peer review से नहीं गुजरा है
1 टिप्पणियां
Hacker News की राय
कमाल है :) मैं इस अध्ययन का एक सह-लेखक हूँ। कुछ भी पूछिए
यह पेपर अब peer review से गुजरकर पिछले महीने Cell में प्रकाशित हो चुका है: [https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01091-2]
Obelisks, University of Toronto और सहयोगियों द्वारा चलाए जा रहे एक बड़े शोध कार्यक्रम का हिस्सा हैं, और इससे संबंधित Virus-Viroid Hybrids पेपर [https://www.nature.com/articles/s41467-023-38301-2] और Zeta-Elements [https://www.nature.com/articles/s41586-021-04332-2] भी देख सकते हैं
मेरा मानना है कि computational biology पृथ्वी की biodiversity के बारे में हमारी समझ को क्रांतिकारी ढंग से बढ़ा रही है, और Zeta-elements, Ambiviruses, Obelisks तो बस शुरुआत हैं। अगर रुचि हो, तो University of Toronto की “Laboratory for RNA-Based Lifeforms” उत्साही developers/postdocs/graduate students की भर्ती कर रही है: [https://www.rnalab.ca]
अब मुझे जाना होगा। अगर और सवाल हों, तो मैं आज बाद में फिर आकर देखूँगा
मेरी समझ यह थी कि ज्ञात जीवन-शाखाओं के भीतर काफी conservation दिखती है, और नई शाखाएँ अक्सर नहीं मिलतीं, इसलिए यह बहुत दिलचस्प है
क्या पूरी तरह नए viruses/viroids मिलना अधिक आम है? sequence स्तर पर सचमुच नए biological entities कितनी बार मिलते हैं?
cells/bacteria और viruses की परस्पर क्रिया समझना आसान है। virus cell को infect करके उसे virus factory बना देता है
Obelisks क्या करते हैं? क्या वे cell के अंदर DNA machinery या organelles में integrate या read होकर और Obelisks बनवाते हैं?
उनका life cycle क्या है, और वे पहले से ज्ञात viroids से कैसे अलग हैं?
उदाहरण के लिए, genome samples में Obelisks या ऐसे मिलते-जुलते “जीवन” जैसी और चीज़ें हो सकती हैं?
“virus जैसी वस्तु का बिल्कुल नया class” यह अभिव्यक्ति पहले मुझे उलझाऊ लगी। यहाँ Class का मतलब kingdom और order के बीच वाला taxonomic rank नहीं है
आंत कैसे काम करती है, इसके पहेली-जैसे हिस्सों में एक नया टुकड़ा मिला है, यह देखकर बहुत अच्छा लगा। उम्मीद है कि कभी हम इनके immunity, neurodegeneration, cancer आदि पर प्रभाव को भी समझ पाएँगे, जहाँ फिलहाल हम संयोगवश हुई खोजों पर निर्भर हैं
अगर Obelisks की genetic sequence केवल लगभग 1,000 letters लंबी है, तो ब्रह्मांड में लगभग कहीं भी random chemical processes से इनके फिर से बन जाने की संभावना अधिक होगी। क्या इसे pan-global कहना चाहिए?
यह अध्ययन अभी peer review से नहीं गुज़रा था, इसलिए शीर्षक का दावा थोड़ा ज़्यादा आत्मविश्वास भरा लगता है
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01091-2
यह सचमुच genomic elements का एक नया परिवार है
हालाँकि इससे बहुत फर्क नहीं पड़ता
लेख जनवरी का है, तो क्या यह शोध अब journal में प्रकाशित हो चुका है?
[1]: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.20.576352v1
[2]: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2024.09.033
लेकिन ये जीवन कैसे हैं? जीवन को आम तौर पर reproduction capability से परिभाषित किया जाता है, और ये तो host की cellular machinery पर निर्भर दिखते हैं
क्या इनकी कोई ज्ञात उपयोगिता है, या यह भी संभव है कि किसी junk DNA ने इनके encoding में भूमिका निभाई हो?
खासकर जीवन की उत्पत्ति को लेकर “virus-first” theory को समर्थन मिला है। इस दृष्टिकोण में पहले protein/DNA soup था, फिर viruses आए, और उसके बाद cellular life forms प्रकट हुए
और अगर आप ऐसी किसी चीज़ की तलाश में हैं जो किसी और पर “सवारी” न करती हो, तो आपको photosynthetic plants तक इंतज़ार करना पड़ेगा, जो evolution में कई चरण बाद की चीज़ है। मौजूदा सिद्धांतों के बारे में मेरी गैर-विशेषज्ञ समझ यही है
क्या ये RNA world के अवशेष हो सकते हैं?
यह दिलचस्प है कि RNA modifications, DNA की तुलना में कहीं अधिक विविध हैं, और हम अभी-अभी उन्हें खोजने के तरीके विकसित करना शुरू कर रहे हैं। Oxford Nanopore Technology की Nanopore sequencing पहली तकनीक है जो native RNA और उसके modifications को sequence कर सकती है; क्या आपने इस क्षेत्र को भी explore किया है?