Obelischi: una nuova frontiera nella biologia del microbioma

Gli obelischi sono considerati una delle scoperte più importanti del 2024 in biologia! Si tratta di frammenti di RNA recentemente rilevati nel microbiota orale e intestinale. Rimane da determinare se i loro effetti a lungo termine siano positivi, negativi o neutri per l’individuo che li ospita.

Il microbioma intestinale umano regola funzioni chiave come la digestione, il metabolismo e la risposta immunitaria, svolgendo anche un ruolo cruciale nella protezione contro agenti patogeni e nella produzione di vitamine e altri composti benefici.

In questo ecosistema microscopico, uno squilibrio (come la disbiosi) può contribuire allo sviluppo di malattie infiammatorie, metaboliche e autoimmuni, oltre a influire sul benessere mentale.

Nuovi componenti genetici nel microbioma

Gli scienziati che studiano il microbioma hanno identificato nuovi componenti genetici che in precedenza erano poco esplorati. Questo permette loro di comprendere meglio come batteri, virus ed elementi chiamati plasmidi (piccoli frammenti di DNA che i batteri condividono tra loro) interagiscano.

Materiale genetico senza una funzione chiara

Di recente, l’attenzione si è concentrata anche sui viroidi, piccoli elementi di materiale genetico (RNA circolare) privi di involucro proteico e incapaci di codificare proteine. La ricerca basata sulla mappatura del genoma circolare ha permesso di individuare frammenti di RNA simili ai viroidi.

Tra questi, si distinguono gli obelischi. La loro individuazione nei batteri della bocca e dell’intestino rappresenta una delle scoperte dell’anno.

Questa scoperta è stata fatta dal gruppo di ricerca di Ivan N. Zheludev del dipartimento di biochimica di Stanford, negli Stati Uniti, che ha applicato un programma bioinformatico chiamato Viroid Nominator (VNom) ai dati del Integrative Human Microbiome Project (iHMP). Questa nuova classe di agenti a RNA forma un gruppo filogenetico distinto e mai osservato prima. Inoltre, sono presenti in diversi ecosistemi microbici, incluso l’intestino umano.

Gli obelischi devono il loro nome alla loro struttura secondaria, composta principalmente da regioni a forma di bastoncini o obelischi. Si tratta di RNA circolari che codificano una nuova superfamiglia di proteine, le obline, la cui funzione è ancora sconosciuta.

Progressi nella comprensione degli obelischi

La comunità scientifica sta facendo passi avanti significativi nella comprensione degli obelischi. Ad esempio, il team di ricerca di Frederico Schmitt Kremer dell’Università Federale di Pelotas, in Brasile, ha sviluppato un nuovo strumento bioinformatico, il Tormentor, che consente di rilevarli ancora più efficacemente rispetto al VNom.

Un altro gruppo di ricerca della Duke University (USA) ha scoperto che gli obelischi sono ampiamente presenti nelle molecole di RNA di Streptococcus sanguinis SK36 – un batterio comune della placca dentale – anche se non sono presenti nel suo genoma. Questo è un fatto curioso, perché indica che gli obelischi necessitano di una cellula ospite per replicarsi, in questo caso la specie Streptococcus appena citata.

Considerando che queste entità biologiche possono persistere negli individui per oltre 300 giorni, è plausibile che abbiano effetti a lungo termine sui loro ospiti, anche se non è ancora chiaro se la loro presenza sia positiva, neutra o negativa. Ciò apre un nuovo campo di studi e solleva persino la possibilità di ridefinire concetti forse obsoleti, come quello di microbioma.

Microbioma o microgenobioma?

Si stima che il corpo umano ospiti circa 40 trilioni di batteri, distribuiti tra i sistemi digestivo, respiratorio, genito-urinario e altri. Di fronte a questo numero impressionante, e confrontandolo con i circa 30 trilioni di cellule che compongono il corpo umano adulto, la scoperta degli obelischi potrebbe rivelarsi fondamentale.

Fino ad oggi, il concetto di microbioma si limitava ai microrganismi viventi come batteri, virus o funghi, ma l’emergere degli obelischi rende questa definizione incompleta, trattandosi di componenti genetici privi di una struttura cellulare propria.

Presto potrebbe emergere un concetto consensuale che tenga conto non solo degli obelischi, ma anche di altri frammenti genetici chiamati sequenze virali endogene. Questi sono resti di virus integrati nel DNA umano o presenti nei microrganismi del corpo, ma che non formano virus completi e attivi. Questo cambiamento di paradigma potrebbe significare che ciò che oggi conosciamo come microbioma potrebbe essere ribattezzato microgenobioma.

Lo scrittore britannico Aldous Huxley ha scritto: “C’è un mondo, ma è fuori.” Forse, alla luce delle recenti scoperte, sarebbe più appropriato dire: “C’è un mondo, ma è dentro di noi.”