타우마르케오타
Thaumarchaeota타우마르케오타 | |
---|---|
과학적 분류 | |
도메인: | |
킹덤: | "단백질아세오타" |
망울: | "타우마르케오타" 브로셔-아르마넷 외 2008년[1] |
클래스 | |
타우마르케오타 또는 타우마르케아(고대 그리스어: θααμα, 로마자: thaûma, light. '기적')은 세나까움 공생의 게놈 서열을 정리한 후 2008년에 제안된 아고아의 망울로, 초열성 피라클레오타의 다른 구성원들과 크게 다른 것으로 밝혀졌다.[2][1][3] C. 공생 외에 추가로 묘사된 세 종은 니트로소푸밀루스 마리티무스, 니트로스포세라 비엔넨시스, 니트로스포세라 가르겐시스다.[1] 이 망막은 이러한 유기체의 리보솜 RNA 유전자의 배열과 같은 계통생성학적 데이터와 기존에 진핵생물들만의 것으로 생각되었던 제1종 토포아세머레이제 형태의 존재에 기초하여 2008년에 제안되었다.[1][4] 이 임무는 암모니아 산화물화 고고학인 니트로소필루스 마리티무스와 니트로스포세라 가겐시스(Nitrosopumilus Maritimus and Nitrososphaera gargensis)의 게놈을 조사한 2010년 추가 분석으로 확인돼 이들 종들이 세나카르카에움 공생균을 포함하는 뚜렷한 혈통을 형성하고 있다는 결론을 내렸다.[5] 지질의 크레나르카에올은 타우마르케아에서만 발견되어 망상어의 잠재적인 바이오마커가 되었다.[6][7] 지금까지 확인된 이 혈통의 대부분의 유기체는 화학석회성영양성 암모니아산소화제로서 질소 순환과 탄소 순환과 같은 생물 화학적 순환에서 중요한 역할을 할 수 있다. 메타게놈 배열은 그것들이 많은 지역에서 해수면 메타게놈의 1%를 구성하고 있음을 나타낸다.[8]
해양 침전물에서 추출된 타우마카케아오타 지질은 TEX86 고생물 처리기를 통해 과거 온도를 재구성하는데 사용될 수 있는데, 이러한 지질은 온도에 따라 구조가 달라지기 때문이다.[9] 대부분의 Taumarchaea는 CO를2 고정하는 자기소생물처럼 보이기 때문에, 그들의 GDGT는 용해된 무기 탄소 풀의 과거 탄소-13 비율에 대한 기록으로 작용할 수 있고, 따라서 과거에 탄소 순환의 재구성에 사용될 가능성이 있다.[6]
분류학
니트로스포세리아균의[10][11][12] 기형성 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
현재 승인된 분류법은 LPSN(Listing in Nomenclature)[13]과 NCBI(National Center for Biological Information)[14]를 사용한 원핵생물학적 이름 목록에 기초한다.
- 등급 NitrososphaeriaStieglmeier 외 2014[15] [Conexivisphaeria Kato 외 2020]
신진대사
타우마르케아는 수생 및 육지 환경에서 중요한 암모니아 산화제로, 질화작용에 관여하고 있는 것으로 확인된 최초의 고고학자다.[30] 그들은 암모니아 산화 박테리아보다 훨씬 낮은 기질 농도로 암모니아를 산화시킬 수 있으며, 따라서 아마도 과두농도에서 지배할 것이다.[7][31] 이들의 암모니아 산화통로는 암모니아 산화세균보다 산소가 적게 필요하기 때문에 퇴적물이나 온천 등 산소 농도가 낮은 환경에서 더 잘한다. 암모니아산소화 타우마르케아는 고고학 암모니아 모노옥시제나제(amoA) 유전자의 존재로 전이학적으로 확인할 수 있는데, 이는 암모니아 산화세균보다 전반적으로 우세함을 나타낸다.[7] 암모니아 외에도 적어도 1개의 타우마카르칼 변종이 질화 기질로 요인을 사용할 수 있는 것으로 나타났다. 이것은 또한 요소에서 자라는 식물성 플랑크톤과의 경쟁을 가능하게 할 것이다.[32] 폐수처리장의 미생물을 대상으로 한 한 연구에서는 아모아 유전자를 표현하는 타우마르케아가 모두 활성 암모니아 산화제인 것은 아니라는 결과가 나왔다. 이러한 타우마르케아는 암모니아 대신 메탄을 산화시킬 수 있을 수도 있고, 또는 이질성일 수도 있는데, 이는 망막 내의 신진대사 생활양식의 다양성을 나타내는 잠재성을 나타낸다.[33] 해양 투마르카게아는 또한 아산화질소를 생산하는 것으로 밝혀졌는데, 이것은 온실가스로서 기후 변화에 영향을 미친다. 동위원소 분석 결과 자연 유량의 약 30%를 제공하는 대기의 아산화질소 유속이 대부분 고대의 대사 활동 때문일 수 있다.[34]
많은 피울 멤버들은 HCO를3− 고정함으로써 탄소를 동화시킨다.[8] 이는 크레나르케아와 유사하지만 독립적으로 진화한 것으로 보이는 히드록시프로피온/히드록시부티레이트를 사용하여 이루어진다. 지금까지 메타게노믹스에 의해 확인된 모든 타우마르케아는 이 경로를 암호화한다. 특히, Taumarchaeal CO-고정2 경로가 알려진 유산소 자가영양 경로보다 더 효율적이다. 이러한 효율성은 영양가가 낮은 환경에서 번성할 수 있는 능력을 설명하는 데 도움이 된다.[31] 니트로소푸밀루스 마리티무스와 같은 일부 타우마르케아는 무기질뿐만 아니라 유기탄소를 통합할 수 있어 혼합생리능력을 나타낸다.[8] 최소 두 개의 고립된 균주가 혼합물을 의무적으로 만드는 것으로 확인되었는데, 이는 그들이 자라기 위해서는 유기 탄소 공급원이 필요하다는 것을 의미한다.[32]
한 연구에 따르면 타우마카르카에오타는 비타민 B12의 지배적인 생산자일 가능성이 가장 높다. 이 발견은 부영양성 식물성 플랑크톤에 중요한 영향을 미치고 있는데, 이들 중 다수는 부영양성이며 환경으로부터 비타민 B를12 섭취해야 한다. 따라서 타우마카르케아는 녹조 발생과 전지구적 수준의 대기 이산화탄소에 대한 역할을 할 수 있다. 구연산 순환과 DNA 합성 같은 생물학적 과정에서의 비타민12 B의 중요성 때문에, 타우마르케아에 의한 비타민 B의 생산은 많은 수의 수생 유기체에게 중요할 수 있다.[35]
환경
니트로소푸밀루스 마리티무스와 같은 많은 타우마르케아는 해양이고 탁 트인 바다에서 살고 있다.[8] 해양 그룹 I.1a Taumarchaeota를 구성하는 이러한 플랑크토닉 Thaumarchaea의 대부분은 100m에서 350m 사이의 아포토스 구역에 분포한다.[6] 다른 해양인 타우마르케아는 얕은 물에서 산다. 한 연구는 열대 맹그로브 늪지대의 황반 환경에 살고 있는 두 종의 소설 타우마르케오타를 확인했다. 이 두 종 중 칸디다투스 기간타우마 인슐라포쿠스와 칸디다투스 기간타우마 카루케렌세 중 후자는 가마프로테오박테리아와 연관되어 있는데, 이 관계의 성질은 알 수 없으나 공생 관계를 맺을 수도 있다. 이 두 종은 매우 커서 고고학에서 관찰된 그 어느 때보다 큰 필라멘트를 형성하고 있다. 많은 타우마르케아처럼, 그들은 중음부 동물이다.[36] 유전적 분석과 가장 기초적인 것으로 확인된 타우마르케알 게놈들이 더운 환경으로부터 온 것이라는 관찰은 타우마르케오타의 조상이 열성적이었음을 시사하며, 후에 중성적으로 진화했다.[30]
참고 항목
참조
- ^ a b c d Brochier-Armanet C, Boussau B, Gribaldo S, Forterre P (March 2008). "Mesophilic Crenarchaeota: proposal for a third archaeal phylum, the Thaumarchaeota". Nature Reviews. Microbiology. 6 (3): 245–52. doi:10.1038/nrmicro1852. PMID 18274537. S2CID 8030169.
- ^ Tourna M, Stieglmeier M, Spang A, Könneke M, Schintlmeister A, Urich T, Engel M, Schloter M, Wagner M, Richter A, Schleper C (May 2011). "Nitrososphaera viennensis, an ammonia oxidizing archaeon from soil". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (20): 8420–5. Bibcode:2011PNAS..108.8420T. doi:10.1073/pnas.1013488108. PMC 3100973. PMID 21525411.
- ^ DeLong, E. F. (1992-06-15). "Archaea in coastal marine environments". Proceedings of the National Academy of Sciences. 89 (12): 5685–5689. Bibcode:1992PNAS...89.5685D. doi:10.1073/pnas.89.12.5685. ISSN 0027-8424. PMC 49357. PMID 1608980.
- ^ Brochier-Armanet C, Gribaldo S, Forterre P (December 2008). "A DNA topoisomerase IB in Thaumarchaeota testifies for the presence of this enzyme in the last common ancestor of Archaea and Eucarya". Biology Direct. 3: 54. doi:10.1186/1745-6150-3-54. PMC 2621148. PMID 19105819.
- ^ Spang A, Hatzenpichler R, Brochier-Armanet C, Rattei T, Tischler P, Spieck E, Streit W, Stahl DA, Wagner M, Schleper C (August 2010). "Distinct gene set in two different lineages of ammonia-oxidizing archaea supports the phylum Thaumarchaeota". Trends in Microbiology. 18 (8): 331–40. doi:10.1016/j.tim.2010.06.003. PMID 20598889.
- ^ a b c Pearson A, Hurley SJ, Walter SR, Kusch S, Lichtin S, Zhang YG (2016). "Stable carbon isotope ratios of intact GDGTs indicate heterogeneous sources to marine sediments". Geochimica et Cosmochimica Acta. 181: 18–35. Bibcode:2016GeCoA.181...18P. doi:10.1016/j.gca.2016.02.034.
- ^ a b c Pester M, Schleper C, Wagner M (June 2011). "The Thaumarchaeota: an emerging view of their phylogeny and ecophysiology". Current Opinion in Microbiology. 14 (3): 300–6. doi:10.1016/j.mib.2011.04.007. PMC 3126993. PMID 21546306.
- ^ a b c d Walker CB, de la Torre JR, Klotz MG, Urakawa H, Pinel N, Arp DJ, Brochier-Armanet C, Chain PS, Chan PP, Gollabgir A, Hemp J, Hügler M, Karr EA, Könneke M, Shin M, Lawton TJ, Lowe T, Martens-Habbena W, Sayavedra-Soto LA, Lang D, Sievert SM, Rosenzweig AC, Manning G, Stahl DA (May 2010). "Nitrosopumilus maritimus genome reveals unique mechanisms for nitrification and autotrophy in globally distributed marine crenarchaea". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (19): 8818–23. Bibcode:2010PNAS..107.8818W. doi:10.1073/pnas.0913533107. PMC 2889351. PMID 20421470.
- ^ Schouten S, Hopmans EC, Schefuß E, Damste JS (2002). "Distributional variations in marine crenarchaeotal membrane lipids: a new tool for reconstructing ancient sea water temperatures?". Earth and Planetary Science Letters. 204 (1–2): 265–274. Bibcode:2002E&PSL.204..265S. doi:10.1016/S0012-821X(02)00979-2.
- ^ "GTDB release 06-RS202". Genome Taxonomy Database. Retrieved 6 December 2021.
- ^ "ar122_r202.sp_label". Genome Taxonomy Database. Retrieved 6 December 2021.
- ^ "Taxon History". Genome Taxonomy Database. Retrieved 6 December 2021.
- ^ J.P. Euzéby. "Thaumarchaeota". List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Retrieved 2021-03-20.
- ^ Sayers; et al. "Thaumarchaeota". National Center for Biotechnology Information (NCBI) taxonomy database. Retrieved 2021-03-20.
- ^ Stieglmeier M, Klingl A, Alves RJ, Rittmann SK, Melcher M, Leisch N, et al. (August 2014). "Nitrososphaera viennensis gen. nov., sp. nov., an aerobic and mesophilic, ammonia-oxidizing archaeon from soil and a member of the archaeal phylum Thaumarchaeota". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 64 (Pt 8): 2738–52. doi:10.1099/ijs.0.063172-0. PMC 4129164. PMID 24907263.
- ^ Muller F, Brissac T, Le Bris N, Felbeck H, Gros O (August 2010). "First description of giant Archaea (Thaumarchaeota) associated with putative bacterial ectosymbionts in a sulfidic marine habitat". Environmental Microbiology. 12 (8): 2371–83. doi:10.1111/j.1462-2920.2010.02309.x. PMID 21966926.
- ^ Zhalnina KV, Dias R, Leonard MT, Dorr de Quadros P, Camargo FA, Drew JC, et al. (7 July 2014). "Genome sequence of Candidatus Nitrososphaera evergladensis from group I.1b enriched from Everglades soil reveals novel genomic features of the ammonia-oxidizing archaea". PLOS ONE. 9 (7): e101648. Bibcode:2014PLoSO...9j1648Z. doi:10.1371/journal.pone.0101648. PMC 4084955. PMID 24999826.
- ^ Cavalier-Smith T (January 2002). "The neomuran origin of archaebacteria, the negibacterial root of the universal tree and bacterial megaclassification". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 52 (Pt 1): 7–76. doi:10.1099/00207713-52-1-7. PMID 11837318.
- ^ Preston CM, Wu KY, Molinski TF, DeLong EF (June 1996). "A psychrophilic crenarchaeon inhabits a marine sponge: Cenarchaeum symbiosum gen. nov., sp. nov". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93 (13): 6241–6. Bibcode:1996PNAS...93.6241P. doi:10.1073/pnas.93.13.6241. PMC 39006. PMID 8692799.
- ^ Könneke M, Bernhard AE, de la Torre JR, Walker CB, Waterbury JB, Stahl DA (September 2005). "Isolation of an autotrophic ammonia-oxidizing marine archaeon". Nature. 437 (7058): 543–6. Bibcode:2005Natur.437..543K. doi:10.1038/nature03911. PMID 16177789. S2CID 4340386.
- ^ Lehtovirta-Morley LE, Stoecker K, Vilcinskas A, Prosser JI, Nicol GW (September 2011). "Cultivation of an obligate acidophilic ammonia oxidizer from a nitrifying acid soil". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (38): 15892–7. Bibcode:2011PNAS..10815892L. doi:10.1073/pnas.1107196108. PMC 3179093. PMID 21896746.
- ^ Lebedeva EV, Hatzenpichler R, Pelletier E, Schuster N, Hauzmayer S, Bulaev A, Grigor'eva NV, Galushko A, Schmid M, Palatinszky M, Le Paslier D, Daims H, Wagner M (2013). "Enrichment and genome sequence of the group I.1a ammonia-oxidizing Archaeon "Ca. Nitrosotenuis uzonensis" representing a clade globally distributed in thermal habitats". PLOS ONE. 8 (11): e80835. Bibcode:2013PLoSO...880835L. doi:10.1371/journal.pone.0080835. PMC 3835317. PMID 24278328.
- ^ Li Y, Ding K, Wen X, Zhang B, Shen B, Yang Y (March 2016). "A novel ammonia-oxidizing archaeon from wastewater treatment plant: Its enrichment, physiological and genomic characteristics". Scientific Reports. 6: 23747. Bibcode:2016NatSR...623747L. doi:10.1038/srep23747. PMC 4814877. PMID 27030530.
- ^ Santoro AE, Dupont CL, Richter RA, Craig MT, Carini P, McIlvin MR, et al. (January 2015). "Genomic and proteomic characterization of "Candidatus Nitrosopelagicus brevis": an ammonia-oxidizing archaeon from the open ocean". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (4): 1173–8. Bibcode:2015PNAS..112.1173S. doi:10.1073/pnas.1416223112. PMC 4313803. PMID 25587132.
- ^ Blainey PC, Mosier AC, Potanina A, Francis CA, Quake SR (February 2011). "Genome of a low-salinity ammonia-oxidizing archaeon determined by single-cell and metagenomic analysis". PLOS ONE. 6 (2): e16626. Bibcode:2011PLoSO...616626B. doi:10.1371/journal.pone.0016626. PMC 3043068. PMID 21364937.
- ^ Kim BK, Jung MY, Yu DS, Park SJ, Oh TK, Rhee SK, Kim JF (October 2011). "Genome sequence of an ammonia-oxidizing soil archaeon, "Candidatus Nitrosoarchaeum koreensis" MY1". Journal of Bacteriology. 193 (19): 5539–40. doi:10.1128/JB.05717-11. PMC 3187385. PMID 21914867.
- ^ Park SJ, Kim JG, Jung MY, Kim SJ, Cha IT, Kwon K, Lee JH, Rhee SK (December 2012). "Draft genome sequence of an ammonia-oxidizing archaeon, "Candidatus Nitrosopumilus koreensis" AR1, from marine sediment". Journal of Bacteriology. 194 (24): 6940–1. doi:10.1128/JB.01857-12. PMC 3510587. PMID 23209206.
- ^ Mosier AC, Allen EE, Kim M, Ferriera S, Francis CA (April 2012). "Genome sequence of "Candidatus Nitrosopumilus salaria" BD31, an ammonia-oxidizing archaeon from the San Francisco Bay estuary". Journal of Bacteriology. 194 (8): 2121–2. doi:10.1128/JB.00013-12. PMC 3318490. PMID 22461555.
- ^ Bayer B, Vojvoda J, Offre P, Alves RJ, Elisabeth NH, Garcia JA, Volland JM, Srivastava A, Schleper C, Herndl GJ (May 2016). "Physiological and genomic characterization of two novel marine thaumarchaeal strains indicates niche differentiation". The ISME Journal. 10 (5): 1051–63. doi:10.1038/ismej.2015.200. PMC 4839502. PMID 26528837.
- ^ a b Brochier-Armanet C, Gribaldo S, Forterre P (February 2012). "Spotlight on the Thaumarchaeota". The ISME Journal. 6 (2): 227–30. doi:10.1038/ismej.2011.145. PMC 3260508. PMID 22071344.
- ^ a b Könneke M, Schubert DM, Brown PC, Hügler M, Standfest S, Schwander T, Schada von Borzyskowski L, Erb TJ, Stahl DA, Berg IA (June 2014). "Ammonia-oxidizing archaea use the most energy-efficient aerobic pathway for CO2 fixation". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (22): 8239–44. Bibcode:2014PNAS..111.8239K. doi:10.1073/pnas.1402028111. PMC 4050595. PMID 24843170.
- ^ a b Qin, Wei; Amin, Shady A.; Martens-Habbena, Willm; Walker, Christopher B.; Urakawa, Hidetoshi; Devol, Allan H.; Ingalls, Anitra E.; Moffett, James W.; Armbrust, E. Virginia (2014). "Marine ammonia-oxidizing archaeal isolates display obligate mixotrophy and wide ecotypic variation". Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (34): 12504–12509. Bibcode:2014PNAS..11112504Q. doi:10.1073/PNAS.1324115111. ISSN 0027-8424. PMC 4151751. PMID 25114236.
- ^ Mussmann M, Brito I, Pitcher A, Sinninghe Damsté JS, Hatzenpichler R, Richter A, Nielsen JL, Nielsen PH, Müller A, Daims H, Wagner M, Head IM (October 2011). "Thaumarchaeotes abundant in refinery nitrifying sludges express amoA but are not obligate autotrophic ammonia oxidizers". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (40): 16771–6. Bibcode:2011PNAS..10816771M. doi:10.1073/pnas.1106427108. PMC 3189051. PMID 21930919.
- ^ Santoro, A. E.; Buchwald, C.; McIlvin, M. R.; Casciotti, K. L. (2011-09-02). "Isotopic Signature of N2O Produced by Marine Ammonia-Oxidizing Archaea". Science. 333 (6047): 1282–1285. Bibcode:2011Sci...333.1282S. doi:10.1126/science.1208239. ISSN 0036-8075. PMID 21798895. S2CID 36668258.
- ^ Doxey AC, Kurtz DA, Lynch MD, Sauder LA, Neufeld JD (February 2015). "Aquatic metagenomes implicate Thaumarchaeota in global cobalamin production". The ISME Journal. 9 (2): 461–71. doi:10.1038/ismej.2014.142. PMC 4303638. PMID 25126756.
- ^ Muller F, Brissac T, Le Bris N, Felbeck H, Gros O (August 2010). "First description of giant Archaea (Thaumarchaeota) associated with putative bacterial ectosymbionts in a sulfidic marine habitat". Environmental Microbiology. 12 (8): 2371–83. doi:10.1111/j.1462-2920.2010.02309.x. PMID 21966926.
추가 읽기
- Breuker A, Schippers A, Nishizawa M, Takaki Y, Sunamura M, Urabe T, Nunoura T, Takai K (October 2014). "Microbial community stratification controlled by the subseafloor fluid flow and geothermal gradient at the Iheya North hydrothermal field in the Mid-Okinawa Trough (Integrated Ocean Drilling Program Expedition 331)". Applied and Environmental Microbiology. 80 (19): 6126–35. Bibcode:2014ApEnM..80.6126Y. doi:10.1128/AEM.01741-14. PMC 4178666. PMID 25063666.
- Wu Y, Conrad R (July 2014). "Ammonia oxidation-dependent growth of group I.1b Thaumarchaeota in acidic red soil microcosms". FEMS Microbiology Ecology. 89 (1): 127–34. doi:10.1111/1574-6941.12340. PMID 24724989.
- Deschamps P, Zivanovic Y, Moreira D, Rodriguez-Valera F, López-García P (June 2014). "Pangenome evidence for extensive interdomain horizontal transfer affecting lineage core and shell genes in uncultured planktonic thaumarchaeota and euryarchaeota". Genome Biology and Evolution. 6 (7): 1549–63. doi:10.1093/gbe/evu127. PMC 4122925. PMID 24923324.