Nanoarchaeota (греч. «карлик или крошечный древний») — предполагаемый тип ( Candidatus Nanoarchaeota) в домене Archaea [1] , который в настоящее время имеет только одного представителя, Nanoarchaeum equitans , который был обнаружен в подводном гидротермальном источнике и впервые описан в 2002 году. [2 ]
Таксономия
Представители Nanoarchaeota связаны с разными организмами-хозяевами и условиями окружающей среды. [3] Несмотря на небольшой размер, уменьшенный геном и ограниченное дыхание, представители наноархейот обладают необычными метаболическими особенностями. Например, N. equitans имеет сложную и высокоразвитую систему межклеточной связи. [4]
Филогения Nanoarchaeota закреплена ее единственным культивируемым представителем Nanoarchaeum equitans , который группируется в отдельную эволюционную группу, чем другие археи, [5] [6] которые недавно были реклассифицированы. Дальнейший анализ показал, что N. equitans разошлись на ранних этапах эволюции архей, о чем свидетельствует последовательность 16S рРНК . Это говорит о том, что они занимают глубоко разветвленное положение внутри этой группы. [7]
Семейство «Nanopusillaceae» Huber et al. 2011 [14] [Nanobdellaceae Kato et al. 2022 [15] ]
Род Nanobdella Kato et al. 2022 [15]
N. aerobiophila Kato et al. 2022 [15]
Род « Candidatus Nanoclepta» St. John et al. 2019 [16]
« Ca. N. minuta» St. John et al. 2019 [16]
Род « Candidatus Nanopusillus» Wurch et al. 2016 [17]
« Ca. N. acidilobi» Wurch et al. 2016 [17]
« Ca. N. stetteri» (Castelle et al. 2015) Rinke et al. 2020 [18]
Орден «Tiddalikarchaeales» Васкес-Кампос и др. 2021 [13]
Семейство «Tiddalikarchaeaceae» Васкес-Кампос и др. 2021 [13]
Род « Candidatus Tiddalikarchaeum» Васкес-Кампос и др. 2021 [13]
« Ca. T. anstoanum» Васкес-Кампос и др. 2021 [13]
Орден «Parvarchaeales» Rinke et al. 2020 [18]
Семейство «Parvarchaeaceae» Rinke et al. 2020 [18] ["Acidifodinimicrobiaceae" Luo et al. 2020 [19] ]
Род?" Candidatus Rehaiarchaeum Fermentans" Rao et al. 2023 год
« Ca.R.fermentans » Rao et al. 2023 год
Род « Candidatus Acidifodinimicrobium» Luo et al. 2020 [19]
« Ca. A. mancum» Luo et al. 2020 [19]
Род « Candidatus Parvarchaeum» Baker et al. 2010 [20]
?» Ca.P.tengchongense » Rao et al. 2023 год
« Ca.P. acidiphilum» Baker et al. 2010 [20]
« Ca.P.paracidiphilum » корриг. Бейкер и др. 2010 [20]
Наноархеум конский
Характеристики
Клетки N. equitans имеют сферическую форму диаметром примерно 400 нм [2] и имеют очень короткую и компактную последовательность ДНК, при этом весь геном содержит всего 490 885 пар оснований . [6] Хотя у них есть генетический код для осуществления обработки и восстановления, они не могут выполнять определенные биосинтетические и метаболические процессы, такие как синтез липидов, аминокислот, кофакторов или нуклеотидов . [6] Из-за ограниченного механизма механизма это облигатный паразит, единственный известный у архей. [6] Из-за необычных последовательностей оц-рРНК их трудно обнаружить с помощью стандартных методов полимеразной цепной реакции . [21] Клетки N. equitans содержат нормальный S-слой шестикратной симметрии с постоянной решетки 15 нм. [21]
Структура генома
Маленькие клетки диаметром от 100 до 400 нм и сильно обтекаемые геномы размером 0,491–0,606 Мб характеризуют наноархеотов. [22] Геномы описанных наноархеотов демонстрируют разную степень редукции, что совместимо с образом жизни, зависящим от хозяина. [23] Некоторые нанаоархеоты все еще имеют гены систем CRISPR-Cas , жгутиков архей и пути глюконеогенеза . [24]
Естественная среда
Наноархеоты — это облигатные симбионты, которые прикрепляются к архейному хозяину, известному как Ignicoccus . [25] И наземные горячие источники, и подводные гидротермальные источники дали изоляты рода Nanoarchaeum . [26] Однако есть свидетельства того, что наноархеоты обитают в различных средах обитания за пределами морских термальных источников. [3] Было обнаружено, что генетические доказательства присутствия представителей Nanoarchaeota широко распространены в наземных горячих источниках и мезофильных гиперсоленых средах обитания с использованием праймеров, созданных на основе последовательности гена 16S рРНК Nanoarchaeum equitans . [3] Кроме того, открытие рибосомальных последовательностей в пробах воды в фотозоне, взятых вдали от гидротермальных источников, повышает вероятность того, что наноархеоты являются повсеместно распространенной и разнообразной группой архей, которые могут жить в средах обитания с различными температурами и геохимическими условиями. [3]
Метаболизм
Хотя большая часть метаболизма представителей Nanoarchaeota неизвестна, ее хозяином является автотроф, который растет на элементарной сере в качестве акцептора электронов и H 2 в качестве донора электронов . [26] Для большинства известных метаболических процессов, таких как создание мономеров, таких как аминокислоты, нуклеотиды и коферменты , в этом организме отсутствуют узнаваемые гены. [26]
^ abcde Васкес-Кампос, Хавьер; Кинсела, Эндрю С.; Блай, Марк В.; Пейн, Тимоти Э.; Уилкинс, Марк Р.; Уэйт, Т. Дэвид (2021). «Геномный взгляд на архей, населяющих место радиоактивного наследия Австралии». Границы микробиологии . 12 : 732575. doi : 10.3389/fmicb.2021.732575 . ISSN 1664-302X. ПМЦ 8561730 . ПМИД 34737728.
^ abcd Трухильо, Марта Э; Дедыш, Светлана; ДеВос, Пол; Хедлунд, Брайан; Кемпфер, Питер; Рейни, Фред А; Уитмен, Уильям Б., ред. (17 апреля 2015 г.). Руководство Берги по систематике архей и бактерий (1-е изд.). Уайли. дои : 10.1002/9781118960608.obm00129. ISBN978-1-118-96060-8.
^ abcde Като, Шинго; Огасавара, Аяка; Ито, Такаши; Сакаи, Хироюки Д.; Симидзу, Мичиру; Юки, Масахиро; Канеко, Масанори; Такашина, Томонори; Окума, МорияYR 2022 (2022). «Nanobdella aerobiophila gen. nov., sp. nov., термоацидофильный, облигатный эктосимбиотический архей, и предложение Nanobdellacea fam. nov., Nanobdellales ord. nov. и Nanobdellas class. nov.». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 72 (8): 005489. doi :10.1099/ijsem.0.005489. ISSN 1466-5034. PMID 35993221. S2CID 251720962.{{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ аб Сент-Джон, Эмили; Лю, Итай; Подар, Мирча; Стотт, Мэтью Б.; Менегин, Дженнифер; Чен, Чжицян; Лагутин Кирилл; Митчелл, Кевин; Рейзенбах, Анна-Луиза (01 января 2019 г.). «Новый симбиотический наноархеот (Candidatus Nanoclepta minutus) и его хозяин (Zestosphaera tikiterensis gen. nov., sp. nov.) из горячего источника Новой Зеландии». Систематическая и прикладная микробиология . Систематика некультивируемых бактерий и архей. 42 (1): 94–106. дои : 10.1016/j.syapm.2018.08.005 . ISSN 0723-2020. OSTI 1470848. PMID 30195930. S2CID 52178746.
^ аб Вурч, Луи; Джанноне, Ричард Дж.; Белайл, Бернард С.; Свифт, Кэролайн; Уттуркар, Сагар; Хеттич, Роберт Л.; Рейзенбах, Анна-Луиза; Подар, Мирча (5 июля 2016 г.). «Изоляция и характеристика симбиотической системы наноархей с учетом геномики из земной геотермальной среды». Природные коммуникации . 7 (1): 12115. Бибкод : 2016NatCo...712115W. doi : 10.1038/ncomms12115. ISSN 2041-1723. ПМЦ 4935971 . ПМИД 27378076.
^ abc Ринке, Кристиан; Чувочина, Мария; Массиг, Аарон Дж.; Шомей, Пьер-Ален; Дэвин, Адриан А.; Уэйт, Дэвид В.; Уитмен, Уильям Б.; Паркс, Донован Х.; Гугенгольц, Филип (17 февраля 2021 г.). «Разрешение широко распространенных неполных и неравномерных классификаций архей на основе нормализованной таксономии, основанной на геноме». Природная микробиология . 6 (7): 946–959. bioRxiv 10.1101/2020.03.01.972265 . дои : 10.1038/s41564-021-00918-8. PMID 34155373. S2CID 231984712.
^ abc Луо, Чжэнь-Хао; Ли, Ци; Лай, Ян; Чен, Хао; Ляо, Бин; Хуан, Ли-нань (2020). «Разнообразие и геномная характеристика нового семейства Parvarchaeota в кислых дренажных отложениях шахт». Границы микробиологии . 11 : 612257. doi : 10.3389/fmicb.2020.612257 . ISSN 1664-302X. ПМЦ 7779479 . ПМИД 33408709.
^ abc Бейкер, Бретт Дж.; Комолли, Луис Р.; Дик, Грегори Дж.; Хаузер, Лорен Дж.; Хаятт, Дуг; Дилл, Брайан Д.; Лэнд, Мириам Л.; ВерБеркмос, Натан К.; Хеттич, Роберт Л.; Банфилд, Джиллиан Ф. (11 мая 2010 г.). «Загадочные, сверхмаленькие, некультивируемые археи». Труды Национальной академии наук . 107 (19): 8806–8811. Бибкод : 2010PNAS..107.8806B. дои : 10.1073/pnas.0914470107 . ISSN 0027-8424. ПМЦ 2889320 . ПМИД 20421484.
^ аб Хубер, Харальд; Хон, Майкл Дж.; Рэйчел, Рейнхард; Фукс, Таня; Виммер, Верена К.; Стеттер, Карл О. (2 мая 2002 г.). «Новый тип архей, представленный наноразмерным гипертермофильным симбионтом». Природа . 417 (6884): 63–67. Бибкод : 2002Natur.417...63H. дои : 10.1038/417063а. ISSN 0028-0836. PMID 11986665. S2CID 4395094.
^ «Наноархеота - обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 8 апреля 2023 г.
^ «Наноархеота - обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 8 апреля 2023 г.
^ «Наноархеота - обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 8 апреля 2023 г.
^ Хубер, Харальд; Хон, Майкл Дж.; Рэйчел, Рейнхард; Стеттер, Карл О. (2006), Дворкин, Мартин; Фалькоу, Стэнли; Розенберг, Юджин; Шлейфер, Карл-Хайнц (ред.), «Наноархеота», Прокариоты: Том 3: Археи. Бактерии: Firmicutes, Actinomycetes , Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer, стр. 274–280, doi : 10.1007/0-387-30743-5_14, ISBN .978-0-387-30743-5, получено 8 апреля 2023 г.
^ abc Амилс, Рикардо (2011), «Наноархеота», в Гарго, Мюриэль; Амилс, Рикардо; Кинтанилья, Хосе Серничаро; Кливс, Хендерсон Джеймс (Джим) (ред.), Энциклопедия астробиологии , Берлин, Гейдельберг: Springer, стр. 1106, номер домена : 10.1007/978-3-642-11274-4_1040, ISBN978-3-642-11274-4, получено 8 апреля 2023 г.
дальнейшее чтение
Клингенпил, Скотт; Кан, Джинджун; Макур, Ричард Э.; Войке, Таня; и другие. (11 сентября 2013 г.). «Наноархеота Йеллоустонского озера». Границы микробиологии . 4 : 274. дои : 10.3389/fmicb.2013.00274 . ПМЦ 3769629 . ПМИД 24062731.
Хон, MJ; Хедлунд БП; Хубер Х (2002). «Обнаружение последовательностей 16S рДНК, представляющих новый тип «Наноархеота»: указание на широкое распространение в биотопах с высокими температурами». Сист. Прил. Микробиол . 25 (4): 551–554. дои : 10.1078/07232020260517698. ПМИД 12583716.
Штакебрандт, Э; Фредериксен В; Гаррити ГМ; Гримонт, Пенсильвания; и другие. (2002). «Отчет специального комитета по переоценке определения видов в бактериологии». Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 52 (Часть 3): 1043–1047. дои : 10.1099/ijs.0.02360-0. ПМИД 12054223.
Кристенсен, Х; Бисгаард М; Фредериксен В; Бормочет Р.; и другие. (2001). «Достаточно ли характеристики одного изолята для действительной публикации нового рода или вида? Предложение об изменении рекомендации 30b Бактериологического кодекса (редакция 1990 г.)». Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 51 (Часть 6): 2221–5. дои : 10.1099/00207713-51-6-2221 . ПМИД 11760965.
Гуртлер, В; Мэйолл, Британская Колумбия (2001). «Геномные подходы к типированию, таксономии и эволюции бактериальных изолятов». Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 51 (Часть 1): 3–16. дои : 10.1099/00207713-51-1-3. ПМИД 11211268.
Далеви, Д; Гугенгольц П; Блэколл Л.Л. (2001). «Подход с использованием нескольких внешних групп к разрешению филогенетических отношений на уровне деления с использованием данных 16S рДНК». Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 51 (Часть 2): 385–91. дои : 10.1099/00207713-51-2-385 . ПМИД 11321083.
Кесвани, Дж; Уитмен ВБ (2001). «Связь сходства последовательности 16S рРНК с гибридизацией ДНК у прокариот». Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 51 (Часть 2): 667–78. дои : 10.1099/00207713-51-2-667 . ПМИД 11321113.
Янг, Дж. М. (2001). «Значения альтернативных классификаций и горизонтального переноса генов для бактериальной таксономии». Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 51 (Часть 3): 945–53. дои : 10.1099/00207713-51-3-945. ПМИД 11411719.
Кристенсен, Х; Анген О; Бормочет Р.; Олсен Дж.Э.; и другие. (2000). «Гибридизация ДНК-ДНК, определенная в микролунках с использованием ковалентного присоединения ДНК». Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 50 (3): 1095–102. дои : 10.1099/00207713-50-3-1095 . ПМИД 10843050.
Сюй, ХХ; Кавамура Ю; Ли Н; Чжао Л; и другие. (2000). «Быстрый метод определения содержания G + C в бактериальных хромосомах путем мониторинга интенсивности флуоресценции во время денатурации ДНК в капиллярной трубке». Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 50 (4): 1463–9. дои : 10.1099/00207713-50-4-1463 . ПМИД 10939651.
Янг, Дж. М. (2000). «Предложения по избежанию продолжающейся путаницы в Бактериологическом кодексе». Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 50 (4): 1687–9. дои : 10.1099/00207713-50-4-1687 . ПМИД 10939677.
Хансманн, С; Мартин В. (2000). «Филогения 33 рибосомальных и шести других белков, закодированных в древнем кластере генов, который консервативен во всех прокариотических геномах: влияние исключения из анализа плохо поддающихся выравниванию участков». Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 50 (4): 1655–63. дои : 10.1099/00207713-50-4-1655 . ПМИД 10939673.
Тиндалл, Би Джей (1999). «Предложение об изменении Правил обозначения типовых штаммов, депонированных под номерами коллекций культур, выделенных для патентных целей». Межд. Дж. Сист. Бактериол . 49 (3): 1317–1319. дои : 10.1099/00207713-49-3-1317 . ПМИД 10490293.
Тиндалл, Би Джей (1999). «Предложение изменить Правило 18a, Правило 18f и Правило 30, чтобы ограничить обратную силу изменений, принятых ICSB». Межд. Дж. Сист. Бактериол . 49 (3): 1321–1322. дои : 10.1099/00207713-49-3-1321 . ПМИД 10425797.
Тиндалл, Би Джей (1999). «Предложения по актуализации и внесению изменений в Бактериологический кодекс». Межд. Дж. Сист. Бактериол . 49 (3): 1309–1312. дои : 10.1099/00207713-49-3-1309 . ПМИД 10425795.
Палис, Т; Накамура Л.К.; Коэн FM (1997). «Открытие и классификация экологического разнообразия в мире бактерий: роль данных о последовательностях ДНК». Межд. Дж. Сист. Бактериол . 47 (4): 1145–1156. дои : 10.1099/00207713-47-4-1145 . ПМИД 9336922.
Юзеби, JP (1997). «Список названий бактерий, имеющих номенклатурное значение: папка, доступная в Интернете». Межд. Дж. Сист. Бактериол . 47 (2): 590–592. дои : 10.1099/00207713-47-2-590 . ПМИД 9103655.
Клейтон, РА; Саттон Дж; Хинкль П.С. младший; Балка С; Филдс С (1995). «Внутривидовая изменчивость последовательностей малых субъединиц рРНК в GenBank: почему отдельные последовательности не могут адекватно представлять таксоны прокариот». Межд. Дж. Сист. Бактериол . 45 (3): 595–599. дои : 10.1099/00207713-45-3-595 . ПМИД 8590690.
Мюррей, Р.Г.; Шлейфер К.Х. (1994). «Таксономические заметки: предложение по регистрации свойств предполагаемых таксонов прокариот». Межд. Дж. Сист. Бактериол . 44 (1): 174–176. дои : 10.1099/00207713-44-1-174 . ПМИД 8123559.
Винкер, С; Вёзе ЧР (1991). «Определение доменов Archaea, Bacteria и Eucarya с точки зрения характеристик малых субъединиц рибосомальной РНК». Сист. Прил. Микробиол . 14 (4): 305–10. дои : 10.1016/s0723-2020(11)80303-6. ПМИД 11540071.
Вёзе, ЧР; Кандлер О; Уилис М.Л. (1990). «На пути к естественной системе организмов: предложение для доменов архей, бактерий и эукариев». Учеб. Натл. акад. наук. США . 87 (12): 4576–4579. Бибкод : 1990PNAS...87.4576W. дои : 10.1073/pnas.87.12.4576 . ПМК 54159 . ПМИД 2112744.