东京科学家在人类口腔细菌内发现了一种名为"Inocles"的巨型染色体外DNA链。这些被传统测序技术忽视的庞然大物，可能揭示口腔微生物适应环境、生存繁衍及影响健康的机制。研究表明近四分之三人群携带Inocles，其携带的应激抗性基因甚至可能暗示与癌症等疾病的关联，为微生物组研究开辟了全新领域。
或许你以为现代医学对人体已了如指掌。但就在过去十年间，科学家仍陆续发现了一些微小而此前未知的器官。目前人类生物学正迎来一个研究复兴领域——微生物组，这既包括人们熟悉的肠道微生物组，也包括口腔微生物组。受土壤微生物组中外源DNA新发现的启发，项目研究员木口雄也及其团队将目光投向了东京大学前沿科学研究生院铃木勇实验室收集的大量唾液样本。他们想知道是否能在人类唾液中找到类似物质。
"我们知道口腔微生物组中存在多种细菌，但其中许多细菌的功能及其实现方式仍是未解之谜，"木口表示。"通过探索，我们发现了染色体外DNA的实例——Inocles，这些DNA片段存在于细胞（此处指细菌）中，但位于其主要DNA之外。这就像发现一本钉着额外脚注的书，我们刚开始阅读这些脚注以了解其作用。"
检测Inocles并非易事，传统测序方法会碎片化遗传数据，导致无法重建大片段元素。为此团队采用先进的长读长测序技术，可捕获更长的DNA片段。关键突破来自共同第一作者滨本渚开发的preNuc方法，能选择性去除唾液样本中的人类DNA，大幅提升了其他DNA长片段测序质量。这使得研究人员首次组装出完整的Inocle基因组，其宿主为唾液链球菌（Streptococcus salivarius），不过宿主鉴定本身也是项艰巨工作。
"Inocle的平均基因组大小为350千碱基对（遗传序列长度单位），是人类微生物组中最大的染色体外遗传元件之一。作为对比，质粒（另一类染色体外DNA）最多只有几十千碱基对，"木口解释道。"这种超长结构赋予Inocles多种功能基因，包括抗氧化应激、DNA损伤修复和细胞壁相关基因，可能参与细胞外应激反应的适应性调节。"
该团队计划开发培养含Inocle细菌的稳定方法，这将有助于研究Inocles的功能机制、个体间传播可能性，以及它们对龋齿和牙龈疾病等口腔健康状况的影响。鉴于许多Inocle基因功能尚未明确，研究人员将结合实验室实验与AlphaFold等计算模拟技术来预测建模。
"令人震惊的是，基于唾液样本所代表的人口范围，我们推测74%的人类可能携带Inocles。尽管口腔微生物组研究历史悠久，但由于技术限制，Inocles始终未被发现，"木口指出。"如今确认其存在后，我们可以开始探索它们如何塑造人类、共生微生物与口腔健康的关系。甚至有迹象表明Inocles可能成为癌症等重大疾病的生物标记物。"