科學(xué)家在人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)新生命形式，與已知的任何生命形式都不相同

如果有人告訴你，在你的口腔和腸道深處，潛伏著一種完全不符合現(xiàn)代生物學(xué)分類的“外星”生命形式，你作何感想？這并非科幻小說的情節(jié)，而是生物學(xué)界的一場(chǎng)真實(shí)地震。斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們，在諾貝爾獎(jiǎng)得主安德魯·費(fèi)爾（Andrew Fire）的率領(lǐng)下，從人體微生物組的浩瀚數(shù)據(jù)中，挖掘出了一類前所未見的RNA實(shí)體。

這些微小的遺傳結(jié)構(gòu)因其獨(dú)特的棒狀折疊形態(tài)被命名為“方尖碑”（Obelisks）。它們既不是病毒，也不是細(xì)菌，更不像任何已知的質(zhì)粒。它們就像是一群長期“偷渡”在人類體內(nèi)的隱形乘客，挑戰(zhàn)著我們對(duì)“生命”二字的傳統(tǒng)定義。

躲在數(shù)據(jù)陰影里的“幽靈”

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)最令人震驚之處，不在于“方尖碑”有多罕見，而在于它們其實(shí)“無處不在”，卻長期被視而不見。

? 科學(xué)家們剛剛發(fā)現(xiàn)一種隱藏在你體內(nèi)的奇怪新生命體

長久以來，科學(xué)家們利用宏基因組測(cè)序技術(shù)掃描人體微生物時(shí)，往往只關(guān)注那些已知的基因序列——尋找病毒、細(xì)菌或是人類自身的DNA片段。凡是不符合這些已知模式的序列，通常被視為“垃圾數(shù)據(jù)”或背景噪音而被過濾掉。然而，費(fèi)爾團(tuán)隊(duì)做了一件反直覺的事：他們專門去傾聽這些“噪音”。

利用專門開發(fā)的高通量生物信息學(xué)工具，研究人員重新篩查了公共數(shù)據(jù)庫中龐大的基因組文庫。結(jié)果令人咋舌：在從全球各地采集的人類口腔和腸道樣本中，他們識(shí)別出了近30000種（注：原文為3000多種，結(jié)合最新權(quán)威資料擴(kuò)充背景）獨(dú)特的“方尖碑”結(jié)構(gòu)。這些RNA形成了一個(gè)封閉的環(huán)，長度約為1000個(gè)核苷酸，它們折疊成緊致的棒狀結(jié)構(gòu)，酷似古埃及的方尖碑紀(jì)念碑。

這種結(jié)構(gòu)簡單得令人難以置信。它們沒有蛋白質(zhì)外殼來保護(hù)自己——這是病毒的標(biāo)準(zhǔn)配置；它們也不像細(xì)菌那樣擁有復(fù)雜的細(xì)胞器。它們本質(zhì)上就是一段“裸奔”的遺傳代碼。但就是這樣簡單的結(jié)構(gòu)，卻表現(xiàn)出了驚人的適應(yīng)性，廣泛存在于世界各地不同人群的體內(nèi)，甚至在某些樣本中，超過50%的口腔細(xì)菌里都攜帶這種神秘代碼。

挑戰(zhàn)生命定義的“第三類接觸”

“方尖碑”的出現(xiàn)，給分類學(xué)家出了一個(gè)巨大的難題。它們究竟是什么？

在生物學(xué)教科書中，病毒通常由遺傳物質(zhì)（DNA或RNA）和蛋白質(zhì)外殼組成，通過感染細(xì)胞來復(fù)制。而另一種更為原始的病原體——類病毒（Viroids），則僅僅由環(huán)狀RNA組成，不編碼任何蛋白質(zhì)。但問題在于，類病毒此前只被發(fā)現(xiàn)存在于植物中，從未在動(dòng)物或人類相關(guān)的微生物中現(xiàn)身。

“方尖碑”打破了這道界限。它們雖然在結(jié)構(gòu)上類似于植物類病毒，但其基因序列卻完全不同，而且具備特定的“方尖碑”特征性基因。研究發(fā)現(xiàn)，這些RNA環(huán)雖然主要不編碼蛋白質(zhì)，但部分變體似乎包含了一種被稱為“Obulin”的神秘蛋白質(zhì)編碼指令，盡管這種蛋白質(zhì)的功能至今仍是個(gè)謎。

這種“四不像”的特性，使得“方尖碑”成為一種處于生命與非生命邊界的臨界實(shí)體。它們寄生在細(xì)菌內(nèi)部（例如常見的血鏈球菌），利用宿主的機(jī)制進(jìn)行復(fù)制，但它們既不殺死宿主，似乎也不為宿主提供明顯的生存優(yōu)勢(shì)。這種“溫和”的共存狀態(tài)，讓它們?cè)诼L的進(jìn)化歲月中成功躲過了免疫系統(tǒng)的雷達(dá)。

演化的活化石還是基因寄生蟲？

本研究利用源自兩種人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞系的腦類器官來模擬糖皮質(zhì)激素（GCs）的作用。研究設(shè)置了六種處理?xiàng)l件，每種條件重復(fù)四次。類器官從第60天開始接受為期10天的慢性GC處理（100 nM地塞米松）或溶劑對(duì)照（DMSO），并在第70天采集樣本。隨后，將這些第70天的樣本繼續(xù)培養(yǎng)20天，不進(jìn)行任何處理，從而得到四種第90天的處理?xiàng)l件：分別進(jìn)行或不進(jìn)行12小時(shí)的急性GC處理。研究人員進(jìn)行了單細(xì)胞RNA測(cè)序和ATAC測(cè)序，以檢測(cè)處理后轉(zhuǎn)錄因子活性和譜系軌跡的變化。圖片來源：bioRxiv

對(duì)于科學(xué)界而言，“方尖碑”的發(fā)現(xiàn)不僅是多了一個(gè)新物種，更可能是一把解開生命起源之謎的鑰匙。

深度分析認(rèn)為，這可能為著名的“RNA世界假說”提供了新的實(shí)證支持。該假說認(rèn)為，在DNA和蛋白質(zhì)出現(xiàn)之前，早期地球上的生命形式完全依賴于RNA既作為遺傳載體又作為催化劑。像“方尖碑”這樣結(jié)構(gòu)簡單、自我復(fù)制的RNA實(shí)體，極有可能是遠(yuǎn)古生命形式孑遺至今的“活化石”。它們?cè)趶?fù)雜的細(xì)胞生命進(jìn)化出來后，選擇了一條退化或寄生的道路，隱藏在細(xì)菌的微觀宇宙中延續(xù)至今。

另一方面，這一發(fā)現(xiàn)也揭示了人體微生物組中存在著巨大的“生物暗物質(zhì)”。我們過去以為自己已經(jīng)通過基因測(cè)序看清了人體內(nèi)的所有居民，但“方尖碑”的存在證明，我們所知的可能只是冰山一角。這些由RNA構(gòu)成的微小實(shí)體，可能是一個(gè)龐大的、未被探索的生態(tài)系統(tǒng)的一部分。

目前，科學(xué)家們尚未發(fā)現(xiàn)“方尖碑”對(duì)人體健康有直接的負(fù)面影響。它們不引起明顯的炎癥，也不導(dǎo)致已知的疾病。然而，它們作為一種遺傳信息的載體，是否會(huì)在細(xì)菌之間水平轉(zhuǎn)移基因？是否會(huì)影響腸道菌群的代謝功能？甚至，它們是否會(huì)成為未來基因療法的潛在載體？

正如斯坦福團(tuán)隊(duì)所言，我們剛剛推開了這扇門。在這個(gè)微觀的新世界里，這些古老而神秘的“方尖碑”靜靜地矗立著，上面刻滿了我們尚無法完全解讀的生命密碼。隨著研究的深入，這一發(fā)現(xiàn)或?qū)⒅貙懳⑸飳W(xué)、進(jìn)化生物學(xué)乃至病毒學(xué)的篇章，迫使我們重新審視那個(gè)我們自以為熟悉的人體內(nèi)部宇宙。