stringtranslate.com

Термопротеота

Thermoproteota — это прокариоты , которые были классифицированы как тип домена Archaea . [2] [3] [4] Первоначально считалось, что Thermoproteota являются серозависимыми экстремофилами , но недавние исследования выявили характерную для Thermoproteota экологическую рРНК, указывающую на то, что эти организмы могут быть наиболее распространенными археями в морской среде. [5] Первоначально они были отделены от других архей на основе последовательностей рРНК; другие физиологические особенности, такие как отсутствие гистонов , поддерживали это разделение, хотя было обнаружено, что у некоторых кренархей гистоны есть. [6] До 2005 года все культивируемые Thermoproteota были термофильными или гипертермофильными организмами, некоторые из которых способны расти при температуре до 113 °C. [7] Эти организмы окрашиваются по Граму отрицательно и морфологически разнообразны, имея палочковидные, кокковые , нитевидные и странно сформированные клетки. [8] Последние данные показывают, что некоторые представители Thermoproteota являются метаногенами.

Thermoproteota были первоначально классифицированы как часть Regnum Eocyta в 1984 году, [9], но эта классификация была отвергнута. Термин «эоцит» теперь применяется либо к TACK (ранее Crenarchaeota), либо к Thermoproteota.

Сульфолобус

Одним из наиболее хорошо охарактеризованных представителей Crenarchaeota является Sulfolobus solfataricus . Этот организм был первоначально выделен из геотермально нагретых серных источников в Италии и растет при температуре 80 °C и pH 2–4. [10] С момента его первоначальной характеристики Вольфрамом Циллигом, пионером в области исследований термофилов и архей, похожие виды в том же роде были обнаружены по всему миру. В отличие от подавляющего большинства культивируемых термофилов, Sulfolobus растет аэробно и хемоорганотрофно (получая энергию из органических источников, таких как сахара). Эти факторы обеспечивают гораздо более легкий рост в лабораторных условиях, чем анаэробные организмы , и привели к тому, что Sulfolobus стал модельным организмом для изучения гипертермофилов и большой группы разнообразных вирусов, которые размножаются внутри них.

Рекомбинационная репарация повреждений ДНК

Облучение клеток S. solfataricus ультрафиолетовым светом сильно индуцирует образование пилей типа IV , которые затем могут способствовать клеточной агрегации. [17] Ажон и др. [18] показали, что клеточная агрегация, вызванная ультрафиолетовым светом, опосредует высокочастотный межклеточный обмен хромосомными маркерами. Культуры, которые были индуцированы ультрафиолетовым светом, имели скорости рекомбинации, превышающие таковые неиндуцированных культур на целых три порядка. Клетки S. solfataricus способны агрегировать только с другими членами своего собственного вида. [18] Фролс и др. [17] [19] и Ажон и др. [18] считали, что процесс переноса ДНК, индуцируемый ультрафиолетовым светом, за которым следует гомологичная рекомбинационная репарация поврежденной ДНК , является важным механизмом для обеспечения целостности хромосом.

Этот процесс передачи ДНК можно рассматривать как примитивную форму сексуального взаимодействия .

Морские виды

Начиная с 1992 года были опубликованы данные, в которых сообщалось о последовательностях генов, принадлежащих Thermoproteota в морской среде. [20] , [21] С тех пор анализ обильных липидов из мембран Thermoproteota, взятых из открытого океана, использовался для определения концентрации этих «низкотемпературных Crenarchaea» (см. TEX-86 ). На основании этих измерений их сигнатурных липидов считается, что Thermoproteota очень обильны и являются одними из основных участников фиксации углерода . [ необходима цитата ] Последовательности ДНК Thermoproteota также были обнаружены в почве и пресноводных средах, что позволяет предположить, что этот тип распространен в большинстве сред. [22]

В 2005 году были опубликованы данные о первой культивируемой «низкотемпературной Crenarchaea». Названный Nitrosopumilus maritimus , это окисляющий аммиак организм, выделенный из морского аквариума и выращенный при температуре 28 °C. [23]

Возможные связи с эукариотами

Исследование двухдоменной системы классификации проложило путь к возможностям связей между кренархеями и эукариотами . [24]

Анализ ДНК 2008 года (и позднее 2017 года) показал, что эукариоты, возможно, произошли от термопротеоподобных организмов. Другие кандидаты на роль предка эукариот включают близкородственных асгардов . Это может означать, что эукариотические организмы, возможно, произошли от прокариот.

Эти результаты аналогичны гипотезе эоцитов 1984 года, предложенной Джеймсом А. Лейком . [9] Классификация по Лейку гласит, что и кренархеи, и асгарды принадлежат к царству Eocyta. Хотя это было отвергнуто учеными, основная концепция осталась. Термин «Eocyta» теперь относится либо к группе TACK , либо к самому типу Thermoproteota.

Тем не менее, эта тема активно обсуждается, и исследования все еще продолжаются.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Oren A, Garrity GM (2021). «Действительная публикация названий сорока двух типов прокариот». Int J Syst Evol Microbiol . 71 (10): 5056. doi : 10.1099/ijsem.0.005056 . PMID  34694987. S2CID  239887308.
  2. ^ См. веб-страницу NCBI о Crenarchaeota
  3. ^ C.Michael Hogan. 2010. Archaea. ред. E.Monosson & C.Cleveland, Encyclopedia of Earth. Национальный совет по науке и окружающей среде, Вашингтон, округ Колумбия.
  4. ^ Данные извлечены из "NCBI taxonomy resources". Национальный центр биотехнологической информации . Получено 2007-03-19 .
  5. ^ Madigan M; Martinko J, ред. (2005). Brock Biology of Microorganisms (11-е изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-144329-7.
  6. ^ Cubonova L, Sandman K, Hallam SJ, Delong EF, Reeve JN (2005). "Гистоны в кренархеях". Журнал бактериологии . 187 (15): 5482–5485. doi :10.1128/JB.187.15.5482-5485.2005. PMC 1196040. PMID  16030242 . 
  7. ^ Blochl E, Rachel R, Burggraf S, Hafenbradl D, Jannasch HW, Stetter KO (1997). " Pyrolobus fumarii , gen. and sp. nov., представляет собой новую группу архей, расширяющую верхний температурный предел для жизни до 113 °C". Extremophiles . 1 (1): 14–21. doi :10.1007/s007920050010. PMID  9680332. S2CID  29789667.
  8. ^ Garrity GM, Boone DR, ред. (2001). Руководство Берджи по систематической бактериологии, том 1: Археи и глубоко ветвящиеся и фототрофные бактерии (2-е изд.). Springer. ISBN 978-0-387-98771-2.
  9. ^ ab Lake JA, Henderson E, Oakes M, Clark MW (июнь 1984 г.). «Эоциты: новая структура рибосомы указывает на царство, тесно связанное с эукариотами». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 81 (12): 3786–3790. Bibcode : 1984PNAS...81.3786L. doi : 10.1073 /pnas.81.12.3786 . PMC 345305. PMID  6587394. 
  10. ^ Zillig W, Stetter KO, Wunderl S, Schulz W, Priess H, Scholz I (1980). "Группа Sulfolobus-"Caldariellard": таксономия на основе структуры ДНК-зависимых РНК-полимераз". Arch. Microbiol . 125 (3): 259–269. Bibcode : 1980ArMic.125..259Z. doi : 10.1007/BF00446886. S2CID  5805400.
  11. ^ "The LTP" . Получено 10 мая 2023 г. .
  12. ^ "Дерево LTP_all в формате newick" . Получено 10 мая 2023 г. .
  13. ^ "LTP_06_2022 Release Notes" (PDF) . Получено 10 мая 2023 г.
  14. ^ "GTDB release 08-RS214". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2023 г.
  15. ^ "ar53_r214.sp_label". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2023 г.
  16. ^ "История таксона". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2023 г.
  17. ^ ab Fröls S, Ajon M, Wagner M, Teichmann D, Zolghadr B, Folea M, Boekema EJ, Driessen AJ, Schleper C, Albers SV. УФ-индуцируемая клеточная агрегация гипертермофильной археи Sulfolobus solfataricus опосредована образованием пилей. Mol Microbiol. 2008 Nov;70(4):938-52. doi: 10.1111/j.1365-2958.2008.06459.x. PMID 18990182
  18. ^ abc Ajon M, Fröls S, van Wolferen M, Stoecker K, Teichmann D, Driessen AJ, Grogan DW, Albers SV, Schleper C. УФ-индуцируемый обмен ДНК у гипертермофильных архей, опосредованный пилями типа IV. Mol Microbiol. 2011 ноябрь;82(4):807-17. doi: 10.1111/j.1365-2958.2011.07861.x. Epub 2011 18 октября. PMID 21999488
  19. ^ Fröls S, White MF, Schleper C. Реакции на УФ-повреждение в модельном архее Sulfolobus solfataricus. Biochem Soc Trans. 2009 Feb;37(Pt 1):36-41. doi: 10.1042/BST0370036. PMID 19143598
  20. ^ Fuhrman JA, McCallum K, Davis AA (1992). "Новая основная группа архебактерий из морского планктона". Nature . 356 (6365): 148–9. Bibcode :1992Natur.356..148F. doi :10.1038/356148a0. PMID  1545865. S2CID  4342208.
  21. ^ DeLong EF (1992). «Археи в прибрежных морских средах». Proc Natl Acad Sci USA . 89 (12): 5685–9. Bibcode : 1992PNAS...89.5685D. doi : 10.1073/pnas.89.12.5685 . PMC 49357. PMID  1608980 . 
  22. ^ Barns SM, Delwiche CF, Palmer JD, Pace NR (1996). «Перспективы архейного разнообразия, термофилии и монофилии из последовательностей рРНК окружающей среды». Proc Natl Acad Sci USA . 93 (17): 9188–93. Bibcode : 1996PNAS...93.9188B. doi : 10.1073 /pnas.93.17.9188 . PMC 38617. PMID  8799176. 
  23. ^ Könneke M, Bernhard AE, de la Torre JR, Walker CB, Waterbury JB, Stahl DA (2005). «Выделение автотрофного морского архея, окисляющего аммиак». Nature . 437 (7058): 543–6. Bibcode :2005Natur.437..543K. doi :10.1038/nature03911. PMID  16177789. S2CID  4340386.
  24. ^ Ютин, Наталья; Макарова, Кира С.; Мехедов, Сергей Л.; Вольф, Юрий И.; Кунин, Евгений В. (2008). «Глубокие архейные корни эукариот». Молекулярная биология и эволюция . 25 (8): 1619–1630. doi :10.1093/molbev/msn108. PMC 2464739. PMID  18463089 . 

Дальнейшее чтение

Научные журналы

Научные справочники

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Thermoproteota .