dcsimg
Life » » Археи

Asgard

Asgard (archaea) ( англиски )

добавил wikipedia EN

Asgard or Asgardarchaeota[2] is a proposed superphylum consisting of a group of archaea that includes Lokiarchaeota, Thorarchaeota, Odinarchaeota, and Heimdallarchaeota.[3] A representative of the group was cultivated.[4] The Asgard superphylum represents the closest prokaryotic relatives of eukaryotes.[5]

Discovery

In the summer of 2010, sediments from a gravity core taken in the rift valley on the Knipovich ridge in the Arctic Ocean, near the so-called Loki's Castle hydrothermal vent site, were analysed. Specific sediment horizons previously shown to contain high abundances of novel archaeal lineages, were subjected to metagenomic analysis.[6][7]

In 2015, an Uppsala University-led team proposed the Lokiarchaeota phylum based on phylogenetic analyses using a set of highly conserved protein-coding genes.[8] Through a reference to the hydrothermal vent complex from which the first genome sample originated, the name refers to Loki, the Norse shape-shifting god.[9] The Loki of mythology has been described as "a staggeringly complex, confusing, and ambivalent figure who has been the catalyst of countless unresolved scholarly controversies",[10] analogous to the role of Lokiarchaeota in the debates about the origin of eukaryotes.[8]

In 2016, a University of Texas-led team discovered Thorarchaeota from samples taken from the White Oak River in North Carolina, named in reference to Thor, another Norse god.[11]

Additional samples from Loki's Castle, Yellowstone National Park, Aarhus Bay, an aquifer near the Colorado River, New Zealand's Radiata Pool, hydrothermal vents near Taketomi Island, Japan, and the White Oak River estuary in the United States led researchers to discover Odinarchaeota and Heimdallarchaeota,[3] and following the naming convention having been established to use Norse deities, the archaea were named for Odin and Heimdallr, respectively. Researchers therefore, named the superphylum containing these microbes “Asgard”, after the realm of the deities in Norse mythology.[3]

In January 2020, scientists reported that Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum, a type of Asgard archaea microorganism, may be a possible link between the simple prokaryotic microorganisms and the complex eukaryotic microorganisms occurring approximately two billion years ago.[12][4]

Metabolism

  • "

    Metabolic pathways of Asgard archaea, variation by Phyla [13]

  • "

    Metabolic pathways of Asgard archaea, variation by environment [13]

Classification

The phylogenetic relationship of this group is still under discussion. The relationship of the members is approximately as follows:[5][14]

Proteoarchaeota TACK

Korarchaeota

     

Crenarchaeota

       

Aigarchaeota

   

Geoarchaeota

       

Thaumarchaeota

   

Bathyarchaeota

          Asgard    

Lokiarchaeota

   

Odinarchaeota

   

Thorarchaeota

       

Heimdallarchaeota

  (+α─Proteobacteria)

Eukaryota

       

The Heimdallarchaeota are considered the deepest branching Asgard archaea.[4] The Eukaryotes may be sister to the Heimdallarchaeota or the Asgard archaea. A favored scenario is syntrophy, where one organism depends on the feeding of the other. In this case, the syntrophy may have been due to the Asgard archaea having been incorporated in an unknown type of bacteria, developing into the nucleus. An α-proteobacterium was incorporated to become the mitochondrion.[15]

References

  1. ^ Fournier GP, Poole AM. (2018). "A Briefly Argued Case That Asgard Archaea Are Part of the Eukaryote Tree". Front. Microbiol. 9: 1896. doi:10.3389/fmicb.2018.01896. PMC 6104171. PMID 30158917.CS1 maint: uses authors parameter (link)
  2. ^ Violette Da Cunha, Morgan Gaia, Daniele Gadelle, Arshan Nasir, Patrick Forterre: Lokiarchaea are close relatives of Euryarchaeota, not bridging the gap between prokaryotes and eukaryotes, in: PLoS Genet. 2017 Jun; 13(6): e1006810. 2017 Jun 12, doi: 10.1371/journal.pgen.1006810
  3. ^ a b c Zaremba-Niedzwiedzka, Katarzyna; Caceres, Eva F.; Saw, Jimmy H.; Bäckström, Disa; Juzokaite, Lina; Vancaester, Emmelien; Seitz, Kiley W.; Anantharaman, Karthik; Starnawski, Piotr (11 January 2017). "Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity" (PDF). Nature. 541 (7637): 353–358. Bibcode:2017Natur.541..353Z. doi:10.1038/nature21031. ISSN 1476-4687. PMID 28077874.
  4. ^ a b c Imachi, Hiroyuki; Nobu, Masaru K.; Nakahara, Nozomi; Morono, Yuki; Ogawara, Miyuki; Takaki, Yoshihiro; Takano, Yoshinori; Uematsu, Katsuyuki; Ikuta, Tetsuro; Ito, Motoo; Matsui, Yohei (2020-01-23). "Isolation of an archaeon at the prokaryote–eukaryote interface". Nature. 577 (7791): 519–525. doi:10.1038/s41586-019-1916-6. ISSN 1476-4687. PMC 7015854. PMID 31942073.
  5. ^ a b Eme, Laura; Spang, Anja; Lombard, Jonathan; Stairs, Courtney W.; Ettema, Thijs J. G. (10 November 2017). "Archaea and the origin of eukaryotes". Nature Reviews Microbiology. 15 (12): 711–723. doi:10.1038/nrmicro.2017.133. ISSN 1740-1534. PMID 29123225.
  6. ^ Jørgensen, Steffen Leth; Hannisdal, Bjarte; Lanzen, Anders; Baumberger, Tamara; Flesland, Kristin; Fonseca, Rita; Øvreås, Lise; Steen, Ida H; Thorseth, Ingunn H; Pedersen, Rolf B; Schleper, Christa (September 5, 2012). "Correlating microbial community profiles with geochemical data in highly stratified sediments from the Arctic Mid-Ocean Ridge". PNAS. 109 (42): E2846–55. doi:10.1073/pnas.1207574109. PMC 3479504. PMID 23027979.
  7. ^ Jørgensen, Steffen Leth; Thorseth, Ingunn H; Pedersen, Rolf B; Baumberger, Tamara; Schleper, Christa (October 4, 2013). "Quantitative and phylogenetic study of the Deep Sea Archaeal Group in sediments of the Arctic mid-ocean spreading ridge". Frontiers in Microbiology. 4: 299. doi:10.3389/fmicb.2013.00299. PMC 3790079. PMID 24109477.
  8. ^ a b Spang, Anja; Saw, Jimmy H.; Jørgensen, Steffen L.; Zaremba-Niedzwiedzka, Katarzyna; Martijn, Joran; Lind, Anders E.; Eijk, Roel van; Schleper, Christa; Guy, Lionel (May 2015). "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes". Nature. 521 (7551): 173–179. Bibcode:2015Natur.521..173S. doi:10.1038/nature14447. ISSN 1476-4687. PMC 4444528. PMID 25945739.
  9. ^ Yong, Ed. "Break in the Search for the Origin of Complex Life". The Atlantic. Retrieved 2018-03-21.
  10. ^ von Schnurbein, Stefanie (November 2000). "The Function of Loki in Snorri Sturluson's "Edda"". History of Religions. 40 (2): 109–124. doi:10.1086/463618.
  11. ^ Seitz, Kiley W; Lazar, Cassandre S; Hinrichs, Kai-Uwe; Teske, Andreas P; Baker, Brett J (29 January 2016). "Genomic reconstruction of a novel, deeply branched sediment archaeal phylum with pathways for acetogenesis and sulfur reduction". The ISME Journal. 10 (7): 1696–1705. doi:10.1038/ismej.2015.233. ISSN 1751-7370. PMC 4918440. PMID 26824177.
  12. ^ Zimmer, Carl (15 January 2020). "This Strange Microbe May Mark One of Life's Great Leaps - A organism living in ocean muck offers clues to the origins of the complex cells of all animals and plants". The New York Times. Retrieved 16 January 2020.
  13. ^ a b MacLeod, Fraser; Kindler, Gareth S.; Wong, Hon Lun; Chen, Ray; Burns, Brendan P. (2019). "Asgard archaea: Diversity, function, and evolutionary implications in a range of microbiomes". AIMS Microbiology. 5 (1): 48–61. doi:10.3934/microbiol.2019.1.48. ISSN 2471-1888. PMC 6646929. PMID 31384702.
  14. ^ Williams, Tom A.; Cox, Cymon J.; Foster, Peter G.; Szöllősi, Gergely J.; Embley, T. Martin (2019-12-09). "Phylogenomics provides robust support for a two-domains tree of life". Nature Ecology & Evolution. 4 (1): 138–147. doi:10.1038/s41559-019-1040-x. ISSN 2397-334X. PMC 6942926. PMID 31819234.
  15. ^ López-García, Purificación; Moreira, David (2019-07-01). "Eukaryogenesis, a syntrophy affair". Nature Microbiology. 4 (7): 1068–1070. doi:10.1038/s41564-019-0495-5. ISSN 2058-5276. PMC 6684364. PMID 31222170.

"
лиценца
cc-by-sa-3.0
авторски права
Wikipedia authors and editors
изворно
посети извор
соработничко мреж. место
wikipedia EN

Asgard (archaea): Brief Summary ( англиски )

добавил wikipedia EN

Asgard or Asgardarchaeota is a proposed superphylum consisting of a group of archaea that includes Lokiarchaeota, Thorarchaeota, Odinarchaeota, and Heimdallarchaeota. A representative of the group was cultivated. The Asgard superphylum represents the closest prokaryotic relatives of eukaryotes.

лиценца
cc-by-sa-3.0
авторски права
Wikipedia authors and editors
изворно
посети извор
соработничко мреж. место
wikipedia EN

Asgard (arqueas) ( шпански; кастиљски )

добавил wikipedia ES

Asgard o Asgardarchaeota es un supergrupo de arqueas recientemente definido. Se identificó inicialmente mediante análisis genético y posteriormente pudo ser cultivado.[1]​ Este grupo ha despertado gran interés debido a que el análisis filogenético ha revelado que está íntimamente relacionado con el origen de los seres eucariotas, es decir, un arquea del grupo Asgard sería el ancestro procariota directo de la primera célula eucariota.[2]​ Inicialmente el grupo se denominó Lokiarchaeota,[3]​ el cual se ha redefinido en varios filos.

Características

Metabolismo: De acuerdo a los estudios metagenómicos, puede haber autotrofía anaerobia, dependencia del hidrógeno, organotrofía dependiente de hidrocarburos de cadena corta, fototrofía a base de rodopsina[4]​ y sintrofía.

Relación con los eucariontes

El análisis genómico ha revelado que hay varios componentes homólogos con los eucariontes relacionados con la maquinaria de transporte celular, encontrando genomas enriquecidos con proteínas que anteriormente estaban consideradas específicas para eucariotas; lo que abre una ventana en la búsqueda del origen de la complejidad celular eucariota.

Los genomas de las arqueas Asgard codifican un repertorio de proteínas que son características de los eucariontes, incluidas las involucradas en el tráfico membranal, la formación y/o transporte de vesículas, la ubiquitina y la formación del citoesqueleto.[2]

Descubrimiento

El nombre "Asgard", alude al recinto de los dioses de acuerdo con la mitología nórdica, debido a que el primer género identificado fue Lokiarchaeum, tras realizar un análisis metagenómico (destructivo) de una muestra de sedimentos centro-oceánicos que se obtuvo a 15 km de una fuente hidrotermal conocida como el Castillo de Loki, sobre la Dorsal de Gakkel en el océano Ártico (mar de Groenlandia), en el sedimento del fondo marino a 2.352 metros de profundidad, 0,3°C y sin señales de vida eucariota.[5]

La primera especie cultivada, Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum MK-D1 es una pequeña célula en forma de coco de alrededor de 550 nm de diámetro con largos tentáculos a menudo ramificados. Es un organismo anaeróbico de crecimiento extremadamente lento, sin orgánulos visibles que degrada los aminoácidos mediante sintrofía. Se extrajo del sedimento marino en la fosa de Nankai (Japón) a 2500 metros de profundidad y a una temperatura dos grados.[1]

Filogenia

Se ha propuesto que el clado que agrupa a las arqueas Asgard con los eucariontes puede denominarse "Eukaryomorpha".[6]​ Asgard o Asgardarchaeota es un taxón que puede considerarse parafilético debido a que está relacionado con el origen de los eucariontes del siguiente modo:[2][7]

Eukaryomorpha

Lokiarchaeota




Odinarchaeota



Thorarchaeota






Heimdallarchaeota


+ α─proteobacteria

Eukaryota




Referencias

  1. a b Imachi, Hiroyuki, et al. Isolation of an archaeon at the prokaryote-eukaryote interface. bioRxiv (2019): 726976.
  2. a b c Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka et al. 2016-2017, Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity. Nature 541, 353–358 (19 January 2017) doi:10.1038/nature21031
  3. Anja Spang et al. 2015 Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes. Nature. 2015 May 14; 521(7551): 173–179.
  4. Imachi, H., Nobu, M.K., Nakahara, N. et al. Isolation of an archaeon at the prokaryote–eukaryote interface. Nature 577, 519–525 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1916-6
  5. Dansker finder mikroorganismernes missing link Videnskab.dk 2015, Dinamarca
  6. Fournier GP & Poole AM 2018, A Briefly Argued Case That Asgard Archaea Are Part of the Eukaryote Tree. Front Microbiol. 2018 Aug 15;9:1896. doi: 10.3389/fmicb.2018.01896. eCollection 2018.
  7. Williams, Tom & Cox, Cymon & Foster, Peter & Szollosi, Gergely & Embley, T.. (2020). Phylogenomics provides robust support for a two-domains tree of life. Nature Ecology & Evolution. 4. 1-10. 10.1038/s41559-019-1040-x.
"
лиценца
cc-by-sa-3.0
авторски права
Autores y editores de Wikipedia
изворно
посети извор
соработничко мреж. место
wikipedia ES

Asgard (arqueas): Brief Summary ( шпански; кастиљски )

добавил wikipedia ES

Asgard o Asgardarchaeota es un supergrupo de arqueas recientemente definido. Se identificó inicialmente mediante análisis genético y posteriormente pudo ser cultivado.​ Este grupo ha despertado gran interés debido a que el análisis filogenético ha revelado que está íntimamente relacionado con el origen de los seres eucariotas, es decir, un arquea del grupo Asgard sería el ancestro procariota directo de la primera célula eucariota.​ Inicialmente el grupo se denominó Lokiarchaeota,​ el cual se ha redefinido en varios filos.

лиценца
cc-by-sa-3.0
авторски права
Autores y editores de Wikipedia
изворно
посети извор
соработничко мреж. место
wikipedia ES

Archée d'Asgård ( француски )

добавил wikipedia FR

Les archées d'Asgård ou Asgardarchaeota forment un superembranchement d'archées découvert en 2015 dans des sédiments profonds à proximité d'une source hydrothermale (Loki Castle) au large de la Norvège. Nommés d’après le domaine des dieux dans la mythologie nordique[1], ils partagent des traits que l'on croyait réservés aux eucaryotes.

De ce fait, on considère que le clade qui inclut les archées d'Asgård inclut aussi les eucaryotes, à ceci près que ces derniers sont issus de l'endosymbiose d'au moins une α-protéobactérie (devenue leur mitochondrie) et ne sont plus procaryotes, donc plus des archées. Ce clade élargi est renommé Eukaryomorpha.

Métabolisme

Les archées Asgård codent certaines protéines semblables à celles des eucaryotes[2], les profilines[3] qui régulent la polymérisation de l'actine, un constituant du cytosquelette des cellules. Elle intervient aussi dans les déplacements de vésicules ou d'organites et dans l'endocytose ou la phagocytose. Ainsi l'ancêtre commun à la bifurcation archées - eucaryotes était dotée de mécanismes qui ont permis l'endocytose fondatrice des eucaryotes[4].

Une étude[5] montre que ces archées sont hétérotrophes : ils se nourriraient de matière organique et rejetteraient à des degrés divers de l'hydrogène ou autres produits de réduction. De leur côté, certaines α-protéobactérie produisent des enzymes spécialisées dans le métabolisme de l'hydrogène. L'étude suggère donc que ces archées et l’ancêtre des mitochondries vivaient en symbiose avant qu'une endosymbiose intervienne et soit pérennisée chez les eucaryotes[6].

Les archées d'Asgård n'étaient connues que par des fragments de génomes récoltés dans des sédiments. En 2019, au bout de douze ans d'efforts, une équipe japonaise parvient à en cultiver une espèce, Prometheoarchaeum synthrophicum, accompagnée d'une archée méthanogène du genre Methanogenium (abritée dans ses longs tentacules) et d'une bactérie du genre Halodesulfovibrio (puis les deux espèces d'archées sans la bactérie). De croissance extrêmement lente, Prometheoarchaeum syntrophicum (souche MK-D1) est un organisme de petite taille (∼550 nm), anaérobie, qui dégrade des acides aminés et des peptides par syntrophie avec l'archée Methanogenium et/ou avec la bactérie Halodesulfovibrio[7],[8],[9].

Phylogénie

Les archées d'Asgård pourraient constituer un sous-règne d'archées formé de cinq embranchements : les Lokiarchaeota, Odinarchaeota, Thorarchaeota, Heimdallarchaeota et Helarchaeota[10], plus (via l'endosymbiose d'une α─protéobactérie) les eucaryotes.

Proteoarchaeota TACK

Korarchaeota




Crenarchaeota





Aigarchaeota



Geoarchaeota





Thaumarchaeota



Bathyarchaeota






Eukaryomorpha


Odinarchaeota



Thorarchaeota





Lokiarchaeota



Helarchaeota






Heimdallarchaeota


(+α─Proteobacteria)

Eukaryota





Notes et références

  1. en suédois.
  2. (en) Laura Eme, Anja Spang, Jonathan Lombard, Courtney W. Stairs et Thijs J. G. Ettema, « Archaea and the origin of eukaryotes », Nature Reviews Microbiology, vol. 15, no 12,‎ 10 novembre 2017, p. 711-723 (ISSN , DOI , lire en ligne).
  3. (en) C. Akıl et R. C. Robinson, « Genomes of Asgard archaea encode profilins that regulate actin », Nature, vol. 562,‎ 2018, p. 439-443 (DOI ).
  4. Pour la Science no 494 décembre 2018 p. 16.
  5. Anja Spang et al., Proposal of the reverse flow model for the origin of the eukaryotic cell based on comparative analyses of Asgard archaeal metabolism.,2019 .
  6. Pour la Science no 500 juin 2019 p. 8.
  7. M.-N. C., « Des archées Asgård enfin en culture », Pour la science, no 505,‎ novembre 2019, p. 8.
  8. La Recherche, octobre 2019, p. 24.
  9. (en) Hiroyuki Imachi, Masaru K. Nobu, Nozomi Nakahara, Yuki Morono, Miyuki Ogawara et al., « Isolation of an archaeon at the prokaryote-eukaryote interface », Nature, vol. 577, no 7790,‎ 15 janvier 2020 (DOI , lire en ligne).
  10. (en) Kiley W. Seitz, Nina Dombrowski, Laura Eme, Anja Spang, Jonathan Lombard et al., « Asgard archaea capable of anaerobic hydrocarbon cycling », Nature Communications, vol. 10,‎ 23 avril 2019, article no 1822 (DOI ).
лиценца
cc-by-sa-3.0
авторски права
Auteurs et éditeurs de Wikipedia
изворно
посети извор
соработничко мреж. место
wikipedia FR

Archée d'Asgård: Brief Summary ( француски )

добавил wikipedia FR

Les archées d'Asgård ou Asgardarchaeota forment un superembranchement d'archées découvert en 2015 dans des sédiments profonds à proximité d'une source hydrothermale (Loki Castle) au large de la Norvège. Nommés d’après le domaine des dieux dans la mythologie nordique, ils partagent des traits que l'on croyait réservés aux eucaryotes.

De ce fait, on considère que le clade qui inclut les archées d'Asgård inclut aussi les eucaryotes, à ceci près que ces derniers sont issus de l'endosymbiose d'au moins une α-protéobactérie (devenue leur mitochondrie) et ne sont plus procaryotes, donc plus des archées. Ce clade élargi est renommé Eukaryomorpha.

лиценца
cc-by-sa-3.0
авторски права
Auteurs et éditeurs de Wikipedia
изворно
посети извор
соработничко мреж. место
wikipedia FR