摘要:在人类口腔这个看似熟悉的微观世界中,科学家们刚刚发现了一个令人震惊的秘密。东京大学研究团队在最新研究中揭示,隐藏在普通口腔细菌内部的巨型DNA结构——被命名为"Inocles"——可能存在于全球近四分之三的人群中,这一发现正在重新定义我们对口腔微生物组的认知。
信息来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250912195128.htm
在人类口腔这个看似熟悉的微观世界中,科学家们刚刚发现了一个令人震惊的秘密。东京大学研究团队在最新研究中揭示,隐藏在普通口腔细菌内部的巨型DNA结构——被命名为"Inocles"——可能存在于全球近四分之三的人群中,这一发现正在重新定义我们对口腔微生物组的认知。
这些被研究人员形容为"遗传动力源"的DNA巨体,其规模远超传统认知。单个Inocle的平均基因组大小达到35万个碱基对,这使其成为人类微生物组中已知最大的染色体外遗传元素之一。相比之下,常见的质粒DNA通常只有数万个碱基对的规模。
技术突破揭开隐藏面纱
Inocles之所以长期未被发现,主要源于传统DNA测序技术的局限性。常规的短读长测序方法会将DNA切割成小片段进行分析,这种"碎片化"处理使得大型DNA结构难以完整重建,就如同试图通过撕碎的纸片拼凑出一本完整的书籍。
东京大学前沿科学研究科的项目研究员木口雄也及其团队采用了革命性的长读长测序技术,这种方法能够捕获更长的DNA片段,为揭示这些隐藏的遗传巨体提供了技术可能。更为关键的是,该研究的共同第一作者滨本渚开发了一种名为preNuc的创新方法,能够选择性地从唾液样本中去除人类DNA,从而显著提高了细菌DNA长片段测序的质量和准确性。
唾液样本中的一项惊人发现揭示了隐藏在常见口腔细菌中的名为 Inocles 的巨大 DNA 元素。这些被忽视的遗传动力源可能会塑造人类健康,影响疾病,并为人类微生物组提供新的见解。图片来源:Shutterstock
这一技术突破不仅使研究人员首次成功组装了完整的Inocle基因组,还发现这些巨型DNA结构主要由唾液链球菌承载。然而,确定具体的宿主细菌种类本身就是一项极具挑战性的工作,凸显了口腔微生物组研究的复杂性。
功能多样的遗传宝库
Inocles的庞大基因组赋予了它们丰富而多样的功能。研究显示,这些DNA巨体携带着与抗氧化应激、DNA损伤修复和细胞壁构建相关的基因,这些功能可能帮助细菌更好地适应口腔环境的各种挑战。
口腔环境对细菌而言是一个充满变化和挑战的生存空间。温度变化、pH值波动、免疫系统攻击以及抗菌物质的存在,都要求细菌具备强大的适应能力。Inocles似乎为宿主细菌提供了一个"应急工具箱",帮助它们在这个复杂环境中生存和繁衍。
特别值得注意的是,许多Inocle基因的功能仍然未被完全解析。研究人员计划结合实验室实验和先进的计算模拟技术,如AlphaFold蛋白质结构预测系统,来深入理解这些神秘基因可能发挥的作用。
健康影响的新视角
Inocles的发现为理解口腔健康问题提供了全新的视角。研究团队发现,74%的人群可能携带这些遗传元素,这一惊人的普及率暗示着Inocles可能在人类口腔生态系统中扮演着至关重要的角色。
更令人关注的是,初步证据显示Inocles可能与更严重的健康问题存在关联。研究人员发现了一些迹象表明,这些DNA巨体可能作为癌症等疾病的潜在标志物。虽然具体的作用机制尚需进一步研究,但这一发现为口腔微生物组与全身健康关系的研究开辟了新的方向。
传统上,口腔细菌主要被认为与蛀牙和牙龈疾病相关。然而,越来越多的研究表明,口腔微生物组的失衡可能与心血管疾病、糖尿病、呼吸系统疾病甚至某些癌症的发生有关。Inocles的发现为这些关联提供了新的可能解释机制。
未来研究的挑战与机遇
尽管Inocles的发现令人兴奋,但研究团队面临着诸多挑战。首要任务是开发稳定的方法来培养含有Inocle的细菌,这对于深入研究其功能至关重要。目前,许多口腔细菌在实验室条件下难以培养,这限制了研究人员对其生物学特性的深入了解。
研究人员特别关注Inocles是否具有在个体之间传播的能力。如果这些DNA巨体能够在人群中水平传播,那么它们可能影响口腔微生物组的群体动态,进而影响整体的口腔健康状况。
此外,Inocles与各种口腔疾病之间的具体关系仍需深入探索。研究团队计划调查这些遗传元素如何影响蛀牙形成、牙龈炎症以及其他口腔健康问题的发生和发展。
重新定义微生物组研究
Inocles的发现不仅仅是一个孤立的科学发现,它代表着微生物组研究领域的一个重要转折点。长期以来,科学家们主要关注细菌的主要基因组,而忽视了这些染色体外遗传元素的存在和作用。
这一发现表明,即使是被广泛研究的人体部位,如口腔,仍然蕴藏着许多未知的秘密。它提醒我们,在微观世界中,还有许多"暗物质"等待被发现和理解。
随着测序技术的不断进步和计算能力的提升,研究人员预期将在其他人体部位和其他微生物群落中发现更多类似的巨型遗传元素。这些发现可能会从根本上改变我们对微生物组复杂性和功能多样性的认识。
Inocles的发现标志着一个新时代的开始,在这个时代里,隐藏在微生物世界中的遗传巨体将逐渐揭示其神秘面纱,为人类健康研究提供前所未有的洞察力。这项研究不仅扩展了我们对口腔微生物组的认知边界,更为个性化医疗和精准治疗的发展奠定了新的科学基础。
来源:人工智能学家