Асгард (археи) - Википедия - Asgard (archaea)

Асгард
Научная классификация е
Домен:Археи
Королевство:Протеоархеи
Суперфилум:Асгард (археи)
Катаржина Заремба-Недзведска, и другие. 2017
Phyla
Глобальное распределение собранных метагеномами последовательностей Asgard archaea.png
Синонимы[1]
  • Эукариоморфа

Асгард или же Асгардархеота[2] предлагается суперфильм состоящий из группы археи это включает Lokiarchaeota, Торархеота, Odinarchaeota, и Heimdallarchaeota.[3] Был выращен представитель группы.[4] Супертип Асгарда представляет собой ближайший прокариотический родственники эукариоты,[5] которые, возможно, произошли от предковой линии Asgardarchaeota после ассимиляции бактерий в процессе симбиогенез.[5][6]

Открытие

Летом 2010 года отложения гравитационного основной снято в рифтовой долине на хребте Книповича в Северном Ледовитом океане, недалеко от т.н. Замок Локи гидротермальный источник сайт, были проанализированы. Определенные горизонты отложений, ранее показавшие, что они содержат большое количество новых архей, были подвергнуты исследованию. метагеномный анализ.[7][8]

В 2015 г. Уппсальский университет команда под руководством Lokiarchaeota тип на основе филогенетический анализы с использованием набора очень консервативный гены, кодирующие белок.[9] За счет ссылки на комплекс гидротермальных источников, из которого произошел первый образец генома, название относится к Локи, норвежский бог-оборотень.[10] Локи из мифологии был описан как «ошеломляюще сложная, сбивающая с толку и неоднозначная фигура, которая стала катализатором бесчисленных неразрешенных научных споров»,[11] аналогично роли Lokiarchaeota в дебатах о происхождении эукариот.[9][12]

В 2016 г. Техасский университет команда обнаружила Торархеота из проб, взятых из White Oak River в Северной Каролине, названный в честь Тор, еще один скандинавский бог.[13]

Дополнительные образцы из замка Локи, Йеллоустонский Национальный Парк, Орхус Бэй, водоносный горизонт возле Река Колорадо, Новой Зеландии Радиата бассейн, гидротермальные источники вблизи Остров Такетоми, Япония и White Oak River устье реки в Соединенных Штатах побудило исследователей открыть Odinarchaeota и Heimdallarchaeota,[3] и в соответствии с соглашением об именах, установленным для использования норвежских божеств, археи были названы в честь Один и Heimdallr, соответственно. Поэтому исследователи назвали супертип, содержащий эти микробы, «Асгард », После царства божеств в скандинавской мифологии.[3]

В январе 2020 года ученые сообщили, что Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum, член Lokiarcheota, может быть связующим звеном между простыми прокариотический микроорганизмы и комплекс эукариотический микроорганизмы, появившиеся примерно два миллиарда лет назад.[14][4]

Описание

Члены Асгарда кодируют многие сигнатуры эукариотических белков, включая новые ГТФазы, белки, ремоделирующие мембраны, такие как ESCRT и SNF7, а убиквитин система модификаторов, и N-гликозилирование гомологи пути.[3]

Археоны Асгарда имеют регулируемый актин цитоскелет, а профилины и гельсолины они могут взаимодействовать с эукариотическими актинами.[15][16][17] Они также, кажется, образуют пузырьки под Криогенная электронная микроскопия. Некоторые могут иметь Домен PKD S-слой.[4] Они также разделяют трехстороннее расширение ES39 в LSU рРНК с эукариотами.[18]

Метаболизм

  • Метаболические пути архей Асгарда, вариация Phyla[19]

  • Метаболические пути архей Асгарда в зависимости от окружающей среды[19]

Асгарда археи облигатные анаэробы. У них есть Дорога Вуд – Юнгдал и выполнить гликолиз. Члены могут быть автотрофы, гетеротрофы, или же фототрофы с помощью гелиородопсин.[19] Один член, Candidatus Прометеоархей синтрофический, выполняет синтрофия с серосодержащими протеобактериями и метаногенный археи.[4]

В RuBisCO они не связывают углерод, но, вероятно, используются для утилизации нуклеозидов.[19]

Классификация

Филогенетическое родство этой группы все еще обсуждается. Отношения участников примерно следующие:[5][6]

Протеоархеи
TACK
 

Корархеота

 
 
 

Crenarchaeota

 
 
 
 

Aigarchaeota

 
 

Геоархей

 
 
 
 

Таумархеота

 
 

Батиархей

 
 
 
 
 
Асгард
 
 

Lokiarchaeota

 
 

Odinarchaeota

 
 

Торархеота

 
 
 
 

Heimdallarchaeota

 
(+α─Протеобактерии)

Эукариоты

 
 
 
 

Хеймдаллархеи считаются наиболее разветвленными археями Асгарда.[4] Эукариоты могут быть сестрами архей Хеймдаллархей или Асгарда. Предпочтительным сценарием является синтрофия, когда один организм зависит от питания другого. В этом случае синтрофия могла быть связана с тем, что археи Асгарда были включены в неизвестный тип бактерий, развивающихся в ядре. Α-протеобактерия была включена, чтобы стать митохондрией.[20]

Рекомендации

  1. ^ Фурнье GP, Пул AM. (2018). "Кратко аргументированный случай, что археи Асгарда являются частью дерева эукариотов". Передний. Микробиол. 9: 1896. Дои:10.3389 / fmicb.2018.01896. ЧВК  6104171. PMID  30158917.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  2. ^ Виолетта Да Кунья, Морган Гайя, Даниэле Гадель, Аршан Насир, Патрик Фортерре: Локиархеи - близкие родственники Euryarchaeota, не ликвидирующие разрыв между прокариотами и эукариотами., в: PLoS Genet. 2017 июн; 13 (6): e1006810.2017 12 июня, DOI: 10.1371 / journal.pgen.1006810
  3. ^ а б c d Заремба-Недзведска, Катаржина; Касерес, Ева Ф .; Пила, Джимми Х .; Бэкстрём, Диса; Джузокайте, Лина; Ванкэстер, Эммельен; Зейтц, Кили У .; Анантараман, Картик; Старнавский, Петр (11 января 2017 г.). «Археи Асгарда проливают свет на происхождение эукариотической клеточной сложности» (PDF). Природа. 541 (7637): 353–358. Bibcode:2017Натура.541..353Z. Дои:10.1038 / природа21031. ISSN  1476-4687. PMID  28077874.
  4. ^ а б c d е Имачи, Хироюки; Нобу, Масару К .; Накахара, Нозоми; Мороно, Юки; Огавара, Миюки; Такаки, ​​Ёсихиро; Такано, Йошинори; Уэмацу, Кацуюки; Икута, Тетсуро; Ито, Мотоо; Мацуи, Йохей (23.01.2020). «Изоляция архея на границе прокариот – эукариот». Природа. 577 (7791): 519–525. Bibcode:2020Натура.577..519I. Дои:10.1038 / s41586-019-1916-6. ISSN  1476-4687. ЧВК  7015854. PMID  31942073.
  5. ^ а б c Эме, Лаура; Спанг, Аня; Ломбард, Джонатан; Лестница, Кортни У .; Ettema, Thijs J.G. (10 ноября 2017 г.). «Археи и происхождение эукариот». Обзоры природы Микробиология. 15 (12): 711–723. Дои:10.1038 / nrmicro.2017.133. ISSN  1740-1534. PMID  29123225.
  6. ^ а б Уильямс, Том А .; Кокс, Саймон Дж .; Фостер, Питер Дж .; Szöllsi, Gergely J .; Эмбли, Т. Мартин (9 декабря 2019 г.). «Филогеномика обеспечивает надежную поддержку двухдоменного древа жизни». Природа Экология и эволюция. 4 (1): 138–147. Дои:10.1038 / с41559-019-1040-х. ISSN  2397-334X. ЧВК  6942926. PMID  31819234.
  7. ^ Йоргенсен, Штеффен Лет; Ханнисдал, Бьярте; Ланзен, Андерс; Баумбергер, Тамара; Флесланд, Кристин; Фонсека, Рита; Øvreås, Lise; Стин, Ида Х; Thorseth, Ingunn H; Педерсен, Рольф Б; Шлепер, Криста (5 сентября 2012 г.). «Корреляция профилей микробных сообществ с геохимическими данными в сильно стратифицированных отложениях Северного Ледовитого океана». PNAS. 109 (42): E2846–55. Дои:10.1073 / pnas.1207574109. ЧВК  3479504. PMID  23027979.
  8. ^ Йоргенсен, Штеффен Лет; Thorseth, Ingunn H; Педерсен, Рольф Б; Баумбергер, Тамара; Шлепер, Криста (4 октября 2013 г.). «Количественное и филогенетическое изучение группы глубоководных архей в отложениях арктического срединно-океанического хребта». Границы микробиологии. 4: 299. Дои:10.3389 / fmicb.2013.00299. ЧВК  3790079. PMID  24109477.
  9. ^ а б Спанг, Аня; Пила, Джимми Х .; Jørgensen, Steffen L .; Заремба-Недзведска, Катаржина; Мартейн, Джоран; Линд, Андерс Э .; Эйк, Роэл ван; Шлепер, Криста; Гай, Лайонел (май 2015 г.). «Сложные археи, которые преодолевают разрыв между прокариотами и эукариотами». Природа. 521 (7551): 173–179. Bibcode:2015Натура.521..173S. Дои:10.1038 / природа14447. ISSN  1476-4687. ЧВК  4444528. PMID  25945739.
  10. ^ Йонг, Эд. «Перерыв в поисках истоков сложной жизни». Атлантический океан. Получено 2018-03-21.
  11. ^ фон Шнурбейн, Стефани (ноябрь 2000 г.). "Функция Локи в Эдде Снорри Стурлусона""". История религий. 40 (2): 109–124. Дои:10.1086/463618.
  12. ^ Спанг, Аня; Эме, Лаура; Пила, Джимми Х .; Касерес, Ева Ф .; Заремба-Недзведска, Катаржина; Ломбард, Джонатан; Гай, Лайонел; Ettema, Thijs J. G .; Рокас, Антонис (29 марта 2018 г.). «Асгарские археи - ближайшие прокариотические родственники эукариот». PLOS Genetics. 14 (3): e1007080. Дои:10.1371 / journal.pgen.1007080. ЧВК  5875740. PMID  29596421.
  13. ^ Зейтц, Кили В.; Лазар, Кассандра С; Хинрикс, Кай-Уве; Теске, Андреас П.; Бейкер, Бретт Дж. (29 января 2016 г.). «Геномная реконструкция нового, глубоко разветвленного осадочного архейного типа с путями для ацетогенеза и восстановления серы». Журнал ISME. 10 (7): 1696–1705. Дои:10.1038 / ismej.2015.233. ISSN  1751-7370. ЧВК  4918440. PMID  26824177.
  14. ^ Циммер, Карл (15 января 2020 г.). «Этот странный микроб может означать один из больших скачков жизни - организм, живущий в океанской иле, дает ключ к разгадке происхождения сложных клеток всех животных и растений». Нью-Йорк Таймс. Получено 16 января 2020.
  15. ^ Акил, Джанер; Робинсон, Роберт К. (3 октября 2018 г.). «Геномы архей Асгарда кодируют профилины, регулирующие актин». Природа. 562 (7727): 439–443. Bibcode:2018Натура.562..439A. Дои:10.1038 / s41586-018-0548-6. PMID  30283132.
  16. ^ Акил, Джанер; Tran, Linh T .; Орхант-Приу, Магали; Баскаран, Йохендран; Мансер, Эдвард; Бланшуан, Лоран; Робинсон, Роберт К. (14 сентября 2019 г.). «Сложные эукариотические системы регуляции актина из архей Асгарда». bioRxiv  10.1101/768580.
  17. ^ Акил, Джанер; Tran, Linh T .; Орхант-Приу, Магали; Баскаран, Йохендран; Мансер, Эдвард; Бланшуан, Лоран; Робинсон, Роберт С. (18 августа 2020 г.). «Понимание эволюции регулируемой динамики актина посредством характеристики примитивных белков гельсолин / кофилин из архей Асгарда». PNAS. 117 (33): 19904–19913. Дои:10.1073 / pnas.2009167117. PMID  32747565.
  18. ^ Пенев, Петар I; Фахретаха-Аваль, Сара; Патель, Вайшнави Дж; Кэннон, Джейми Джей; Гутелл, Робин Р. Петров, Антон С; Уильямс, Лорен Дин; Гласс, Дженнифер Б. (1 октября 2020 г.). «Сверхразмерные сегменты расширения рибосомной РНК в Asgard Archaea». Геномная биология и эволюция. 12 (10): 1694–1710. Дои:10.1093 / gbe / evaa170.
  19. ^ а б c d Маклауд, Фрейзер; Киндлер, Гарет С .; Вонг, Хон Лун; Чен, Рэй; Бернс, Брендан П. (2019). «Археи Асгарда: разнообразие, функции и эволюционные последствия для ряда микробиомов». AIMS Microbiology. 5 (1): 48–61. Дои:10.3934 / microbiol.2019.1.48. ISSN  2471-1888. ЧВК  6646929. PMID  31384702.
  20. ^ Лопес-Гарсия, Пурификасьон; Морейра, Дэвид (2019-07-01). «Эукариогенез, дело синтрофии». Природная микробиология. 4 (7): 1068–1070. Дои:10.1038 / s41564-019-0495-5. ISSN  2058-5276. ЧВК  6684364. PMID  31222170.

внешняя ссылка