Thorarchaeota

Candidatus Thorarchaeota , nebo jednoduše „Thorarchaeota“ , je kmen v nadkmenu Asgard Archaea . Asgard archaea jsou jednobuněčné mořské mikroby, které obsahují větvovité přídavky a mají geny podobné eukaryotům. Tito představují nejbližší prokaryotické příbuzné eukaryot .V poslední době sev nichnašlovelmi mnoho blízkých vztahů mezi dvěma různými doménami (archaea a eukayoa). To je přesvědčivý důkaz hypotyzy eocytů s dvo doménovým modelem živých (buněčných) organismů, který uvádí, že eukaryota se vyvinula z domény archea. „Thorarchaeota“ byly poprvé v přechodové zóně síran-metan ( anglická přechodová zóna síran-metan označená SMTZ) ve slapových sedimentech. „Thorarchaeota“ jsou rozšířené v mořských a sladkovodních sedimentech. Metagenomika rekonstrukce genomů ze sedimentů vzorků tohoto řeky vedla k rekonstrukci téměř kompletních genomů s délkou 2.4-3.9  MBP (megabáze páry). Sekvenční srovnání založené na metagenomických analýzách ukázaly, že členové této clade se dostatečně liší od zbytku archea, aby vytvořili nový kmen v superskupině asgardských archaeí, kde jsourelativně blízko Lokiarchaeota .

etymologie

Termín „Thorarchaeota“ je odvozen od mytologické postavy Thor , analogicky s dříve nalezeným příbuzným kmenem Lokiarchaeota. Obě jména (stejně jako jména Asgardského superphylum, která zahrnuje tyto skupiny) jsou inspirována severskou mytologií .

objev

Thorarchaeota byly objeveny přes metagenomu analýzy z ústí sedimentů zotavil z Oak White River ( 34.8835 °  N , 77,2216 °  W ) v Severní Karolíně . Ústí řek jsou brakické vodní plochy, kde se setkávají sladká a mořská voda a poskytují bohatou a jedinečnou oblast živin. Tým z University of Texas objevil tyto nové mikroby Mezi anoxických usazenin, které se podílejí na rozložení organické hmoty, je fixace anorganického uhlíku a snížení o síry . Analýzy metagenomu také nalezly „Thorarchaeota“ v mořském prostředí. Zdá se, že mají různé metabolické cesty, které mají potenciál rozkládat se nebo přijímat bílkoviny a sacharidy.34,883466 -77,221597

popis

„Thorarchaeota“ dosud nebyl v laboratoři pěstován (od roku 2019) . To, co je známo o „Thorarchaeota“, tedy pochází z metagenomiky , tj. H. analýza parciálních a téměř úplných genomů . Jeho porovnáním s analýzou genů a genomů kultivovaných organismů lze odhadnout („předpovědět“), které proteiny jsou kódovány nalezenými genovými sekvencemi a jakou funkci pravděpodobně mají („předpovězeny“).

Z dílčích genomů („ kontigů “) „Thorarchaeota“ bylo sekvenováno 3 029 předpokládaných proteinů. Geny obsažené v těchto genomech naznačují, že „Thorarchaeota“ je schopen rozkládat organický materiál, což naznačuje roli v uhlíkovém cyklu a střední roli v sírovém cyklu . Geny pro téměř úplnou dřeva Ljungdahl metabolické dráhy byly nalezeny, ale geny pro formiátdehydrogenázy chyběly . Může to však být také způsobeno neúplným zdokumentovaným genomem.

Thorachaeota může ke snížení oxidu uhličitého použít cestu Tetrahydromethanopterin -Wood-Ljungdahl. „Thorarchaeota“ mají geny pro degradaci proteinů (proteolýzy) a asimilace , včetně genů pro klostripainem ( cloSI ) a gingipain ( rgpA ), stejně jako pro extracelulární peptidázy . To by mohlo naznačovat, že proteiny a peptidy jsou hlavním zdrojem uhlíku pro Thorarchaeota. Geny pro glykolýzu jsou také přítomny v sekvenovaných parciálních genomech „Thorarchaeota“ . Geny pro hexokinázy chyběly , ale byly přítomny geny pro pyruvátkinázy a fosfoenolpyruvátsyntázu . Geny dostupné pro tyto enzymy naznačují, že se Thorarchaeota dokáže přizpůsobit různým podmínkám prostředí.

Gen pro ADP tvořící podjednotku acetyl-CoA syntetázy, který se podílí na tvorbě acetátu v Pyrococcus furiosus a dalších archaeách, byl identifikován u všech thorarcheot; Archea tohoto typu tedy může tvořit acetát, ale v „Thorarchaeota“ nebyly identifikovány žádné geny pro alkoholové kvašení. Pravděpodobně tvoří acetát hydrolytickým štěpením acetyl-CoA. Acetát slouží jako klíčový substrát pro redukci síranů a methanogenezi v ústí sedimentů a je důležitým spojením mezi oxidačním metabolismem a fermentací .

Ve většině vzorků s parciálními genomy (contigs), geny pro fixaci dusíku byly také nalezeny, ale žádné geny pro snížení dusitanů (srov ferredoxinu dusitan reduktázy ). Byly nalezeny některé ze sekvenovaných částečných genomů pro téměř úplný Calvinův cyklus a RuBisCO typu IV . Zatímco ostatní používají Phyla v Asgard Superphylum typu III a typu IV RuBisCO, žádný z nich nemá Calvinův cyklus.

Homology enzymu sulfohydrogenázy z P. furiosus byly identifikovány u všech „Thorarchaeota“, takže archea v této skupině pravděpodobně dokáže redukovat síru. U některých byly také nalezeny transportéry síranu a thiosíranu, sulfohydrogenáza a thiosíran reduktáza.

rozdělení

Analýza genu pro 16S rRNA ukázala, že „Thorarchaeota“ je v přírodě velmi rozšířená, vyskytuje se v mangrovech, jezerech a hydrotermálních mořských sedimentech.

Individuální důkazy

1. ↑ Nepolapitelný Asgard Archaea byl nakonec vypěstován v laboratoři . Citováno 16. listopadu 2019.
2. ^ Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka, Eva F. Caceres, Jimmy H. Saw, Disa Bäckström, Lina Juzokaite, Emmelien Vancaester, Kiley W. Seitz, Karthik Anantharaman, Piotr Starnawski, Kasper U. Kjeldsen, Matthew B. Stott: Asgard archa původ eukaryotické buněčné složitosti . In: Příroda . 541, č. 7637, leden 2017, ISSN  1476-4687 , s. 353-358. bibcode : 2017Natur.541..353Z . doi : 10.1038 / nature21031 . PMID 28077874 .
3. ↑ ^{a b c d e f} Kiley W. Seitz, Cassandre S. Lazar, Kai-Uwe Hinrichs, Andreas P. Teske, Brett J. Baker: Genomická rekonstrukce nového, hluboce rozvětveného kmenového kmenového kmene s cestami pro acetogenezi a redukci síry . In: Časopis ISME . 10, No. 7, July 2016, ISSN  1751-7362 , pp. 1696-1705. doi : 10.1038 / ismej.2015.233 . PMID 26824177 . PMC 4918440 (plný text).
4. ↑ Panagiotis S Adam, Guillaume Borrel, Celine Brochier-Armanet, Simonetta Gribaldo: Rostoucí strom Archea : nové pohledy na jejich rozmanitost, evoluci a ekologii . In: Časopis ISME . 11, No. 11, November 2017, ISSN  1751-7362 , pp. 2407-2425. doi : 10.1038 / ismej.2017.122 . PMID 28777382 . PMC 5649171 (plný text).
5. ↑ Byla identifikována nová kmenová skupina mikrobů . Citováno 16. listopadu 2019.
6. ↑ Candidatus Thorarchaeota archaeon SMTZ1-83 . Citováno 16. listopadu 2019.
7. ↑ ^{a b c d} Yang Liu, Zhichao Zhou, Jie Pan, Brett J. Baker, Ji-Dong Gu, Meng Li: Srovnávací genomová inference naznačuje mixotrofní životní styl pro Thorarchaeota . In: Časopis ISME . 12, No. 4, April 2018, ISSN  1751-7370 , pp. 1021-1031. doi : 10.1038 / s41396-018-0060-x . PMID 29445130 . PMC 5864231 (plný text).