حلقه‌های غول‌آسای DNA در باکتری‌های دهان کشف شد

به گزارش مجله خبری نگار/برنا - پژوهشگران دانشگاه توکیو موفق به کشف نوع جدیدی از حلقه‌های DNA در باکتری‌های دهان انسان شدند که احتمالاً نقشی مهم در سلامت دهان، تقویت سیستم ایمنی و حتی کاهش خطر برخی سرطان‌ها دارند.

به گزارش science alert، این ساختار‌های ژنتیکی که اینوکل (Inocles) نام گرفته‌اند حلقه‌های بسیار بزرگی از DNA خارج‌کروموزومی به شمار می‌روند و شباهت زیادی به پلاسمید‌ها دارند؛ عناصری ژنتیکی که خارج از دستورالعمل اصلی DNA در بسیاری از میکروب‌ها یافت می‌شوند. به گفته محققان اینوکل‌ها می‌توانند همچون جعبه ابزار بقا به باکتری‌های استرپتوکوک ساکن دهان کمک کنند تا بهتر با محیط زیستی دهان سازگار شوند.

یویا کیگوچی، میکروبیولوژیست دانشگاه توکیو و سرپرست تیم تحقیق در این‌باره گفت: ما می‌دانیم انواع متعددی از باکتری‌ها در میکروبیوم دهانی وجود دارند، اما هنوز بسیاری از عملکرد‌های آنها ناشناخته است. در این مسیر توانستیم اینوکل‌ها را کشف کنیم که نمونه‌ای از DNA خارج‌کروموزومی محسوب می‌شوند.

این کشف پس از بررسی دقیق نمونه‌های بزاق ۵۶ داوطلب انجام شد و سپس با تحلیل ۴۷۶ نمونه دیگر میزان شیوع اینوکل‌ها در جمعیت عمومی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که حدود سه‌چهارم افراد این عناصر ژنتیکی را در دهان خود حمل می‌کنند.

اندازه بزرگ اینوکل‌ها یکی از دلایل ناشناخته‌ماندن آنها تا امروز بوده است. روش‌های رایج توالی‌یابی DNA معمولاً برای خوانش آسان‌تر، توالی‌ها را به قطعات کوچک‌تر تقسیم می‌کنند؛ موضوعی که بازسازی توالی‌های بزرگ‌تر را دشوار می‌سازد. به همین دلیل پژوهشگران سامانه توالی‌یابی ویژه‌ای به نام preNuc طراحی کردند که DNA انسانی را از نمونه حذف کرده و امکان بررسی آسان‌تر DNA باکتریایی را فراهم ساخت.

طبق یافته‌ها اندازه متوسط ژنوم هر اینوکل حدود ۳۵۰ هزار جفت باز است؛ یعنی یکی از بزرگ‌ترین عناصر ژنتیکی خارج‌کروموزومی شناخته‌شده در میکروبیوم انسانی. این در حالی است که پلاسمید‌ها دیگر انواع DNA خارج‌کروموزومی، معمولاً تنها چند ده هزار جفت باز طول دارند.

این طول زیاد به اینوکل‌ها امکان می‌دهد ژن‌های متنوعی را در خود جای دهند؛ از جمله ژن‌های مرتبط با مقاومت در برابر استرس اکسیداتیو، ترمیم آسیب DNA و دیواره سلولی که احتمالاً در واکنش به فشار‌های محیطی خارج‌سلولی نقش دارند.

نکته جالب توجه این است که در نمونه‌های بزاقی افراد مبتلا به سرطان‌های سر و گردن تعداد اینوکل‌ها به‌مراتب کمتر بود؛ موضوعی که احتمال نقش حفاظتی این حلقه‌های DNA در برابر سرطان را مطرح می‌کند. هرچند هنوز مشخص نیست که آیا اینوکل‌ها واقعا اثر محافظتی دارند یا کاهش آنها نتیجه عوامل دیگری است که هم‌زمان خطر سرطان را افزایش می‌دهد.

محققان تأکید دارند در گام‌های بعدی باید عملکرد دقیق ژن‌های موجود در اینوکل‌ها احتمال انتقال آنها میان افراد و پیامد‌های آنها بر سلامت دهان بررسی شود.

کیگوچی در توصیف این کشف گفت: این کشف مانند یافتن کتابی است که یادداشت‌های اضافی به آن منگنه شده است و ما تازه در ابتدای راه خواندن این حاشیه‌ها هستیم.

نتایج این پژوهش در نشریه Nature Communications منتشر شده است.