Asgard (archaea)

Asgard (archaea)
Asgard (archaea)
Biyolojik sınıflandırma
Üst âlem:	Archaea
Âlem:	Proteoarchaeota
Üst şube:	Asgard (archaea); Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka, vd. 2017
Şubeler
	"Lokiarchaeota"; "Thorarchaeota"; "Odinarchaeota"; "Heimdallarchaeota";
	Asgard (archaea)'nın metagenomik olarak birleştirilmiş dizilerinin küresel dağılımı.
Sinonimler
	"Asgardarchaeota" Violette Da Cunha vd. 2017; "Asgardaeota" Whitman 2018; "Eukaryomorpha" Fournier & Poole 2018;

Asgard veya Asgardarchaeota,^[2] Lokiarchaeota, Thorarchaeota, Odinarchaeota ve Heimdallarchaeota'yı içeren bir arke üst şubesidir.^[3] Grubun bir temsilcisi yetiştirildi.^[4] Asgard üst şubesi, ökaryotların en yakın prokaryotik akrabalarını temsil eder.^[5] Ökaryotlar, muhtemelen simbiyogenez süreci boyunca bakterileri asimile ettikten sonra Asgardarchaeota'nın atalarının soyundan ortaya çıkmıştır.^[6]

Keşif

2010 yazında, Arktik Okyanusu'ndaki Knipovich sırtındaki yarık vadisinde, Loki'nin Kalesi olarak adlandırılan hidrotermal havalandırma sahasının yakınında alınan bir yerçekimi çekirdeğinden gelen tortular analiz edildi. Daha önce yüksek miktarda yeni arkal soyları içerdiği gösterilen spesifik tortu ufukları, metagenomik analize tabi tutuldu.^[7]^[8]

2015 yılında, Uppsala Üniversitesi liderliğindeki bir ekip, bir dizi yüksek oranda korunmuş protein kodlayan gen kullanarak filogenetik analizlere dayanan Lokiarchaeota şubesini önerdi.^[9] İlk genom örneğinin kaynaklandığı hidrotermal havalandırma kompleksine atıfta bulunularak, isim, İskandinav şekil değiştiren tanrısı Loki'ye atıfta bulunur.^[10] Mitolojinin Loki "sayısız çözülmemiş bilimsel tartışmalar katalizör olmuştur staggeringly kafa, karmaşık ve kararsız şekil" olarak tarif edilmiştir^[11] ökaryotlarda kaynağı hakkında tartışmalar Lokiarchaeota rolü benzer.^[12]

2016 yılında , Teksas Üniversitesi liderliğindeki bir ekip, Kuzey Carolina'daki White Oak Nehri'nden alınan örneklerden Thorarchaeota'yı keşfetti ve adı başka bir İskandinav tanrısı olan Thor'a atıfta bulundu.^[13]

Loki Kalesi, Yellowstone Ulusal Parkı, Aarhus Körfezi, Colorado Nehri yakınında bir akifer, Yeni Zelanda'nın Radiata Havuzu, Taketomi Adası, Japonya yakınlarındaki hidrotermal menfezler ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki White Oak River halicinden alınan ek örnekler, araştırmacıları Odinarchaeota ve Heimdallarchaeota'yı keşfetmeye yönlendirdi,^[3] ve İskandinav tanrılarını kullanmak için kurulan adlandırma kuralının ardından, arkeler sırasıyla Odin ve Heimdallr için adlandırıldı. Bu nedenle araştırmacılar, bu mikropları içeren üst şubeyi, İskandinav mitolojisindeki tanrılar diyarından sonra “Asgard” olarak adlandırdılar.

Açıklama

Asgard üyeleri, yeni GTPaz'lar, ESCRT ve SNF7 gibi membran yeniden modelleme proteinleri, bir ubikuitin değiştirici sistemi ve N-glikosilasyon yolu homologları dahil olmak üzere birçok ökaryotik imza proteinini kodlar.^[3]

Asgard arkeonları, düzenlenmiş bir aktin hücre iskeletine sahiptir ve kullandıkları profilinler ve jelsolinler, ökaryotik aktinlerle etkileşime girebilir.^[14]^[15] Ayrıca Kriyojenik elektron mikroskobu altında veziküller oluşturuyor gibi görünüyorlar. Bazıları bir PKD etki alanı S katmanına sahip olabilir.^[4] Ayrıca LSU rRNA'daki üç yollu ES39 genişlemesini ökaryotlarla paylaşırlar.^[16]

Metabolizma

Asgard arkesinin metabolik yolları, şube'nin varyasyonu.^[17]
Asgard arkesinin metabolik yolları, çevreye göre değişiklik.^[17]

Asgard arkeleri genellikle zorunlu anaeroblardır, ancak Kariarchaeota, Gerdarchaeota ve Hodarchaeota fakültatif aeroblar olabilir.^[18] Wood-Ljungdahl yolağına sahiptirler ve glikoliz yaparlar . Üyeler, heliorhodopsin kullanan ototroflar, heterotroflar veya fototroflar olabilir.^[17] Bir üye, Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum, kükürt azaltan proteobakteriler ve metanojenik arke ile sintrofi gerçekleştirir.^[4]

Sahip oldukları RuBisCO, karbon sabitleyici değildir, ancak muhtemelen nükleosit kurtarma için kullanılır.^[17]

Alt bölümlerde ökaryotik benzeri özellikler

"Heimdallarchaeota" filumunun, daha önce yalnızca ökaryotik olduğu düşünülen bir özellik olan N-terminal çekirdek histon kuyruklarına sahip olduğu, 2017 yılında bulundu. 2018'de, her ikisi de Asgard'ın dışında kalan diğer iki arke şubesinin de kuyrukları olduğu bulundu.^[19]

Ocak 2020'de bilim adamları, Lokiarcheota'nın bir üyesi olan Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum'un iki bakteri türüyle çapraz besleme yaptığını buldular. Simbiyogeneze bir benzetme yaparak, bu ilişkiyi basit prokaryotik mikroorganizmalar ile yaklaşık iki milyar yıl önce meydana gelen karmaşık ökaryotik mikroorganizmalar arasındaki olası bir bağlantı olarak görüyorlar. (Ayrıca bkz. Endosimbiyotik teori)^[4]^[20]

Sınıflandırma

Bu grubun filogenetik ilişkisi halen tartışılmaktadır. Üyelerin ilişkisi yaklaşık olarak şu şekildedir:^[5]^[6]^[21]

Proteoarchaeota

TACK

Eukaryomorpha

"Borrarchaeota"

	"Helarchaeota"

	"Lokiarchaeota"

	"Baldrarchaeota"

	"Odinarchaeota"

	"Hermodarchaeota"

	"Thorarchaeota"

"Wukongarchaeota"

"Hodarchaeota"

"Gerdarchaeota"

	"Kariarchaeota"

	"Heimdallarchaeota"

(+α─Proteobacteria)

Eukaryota

Asgard

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.^[22]

No cladogram specified!

Heimdallarchaeota, en derin dallanan Asgard arkeleri olarak kabul edilir.^[4] Ökaryotlar, Heimdallarchaeota veya Asgard arkelerinin kız kardeşi olabilir. Tercih edilen bir senaryo, bir organizmanın diğerinin beslenmesine bağlı olduğu sentezdir. Bu durumda, sentez, Asgard arkesinin bilinmeyen bir bakteri tipine dahil edilerek çekirdeğe dönüşmesine bağlı olabilir. Mitokondri olmak için bir α-proteobacterium dahil edildi.^[23]

Kaynakça

^ 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.
^ 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 14 Mart 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., in: PLoS Genet. 2017 Jun; 13(6): e1006810. 2017 Jun 12, doi: 10.1371/journal.pgen.1006810
^ ^a ^b ^c Zaremba-Niedzwiedzka (11 Ocak 2017). "Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity" (PDF). Nature (İngilizce). 541 (7637): 353-358. doi:10.1038/nature21031. ISSN 1476-4687. PMID 28077874. 25 Şubat 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF)1 Temmuz 2021.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Imachi (23 Ocak 2020). "Isolation of an archaeon at the prokaryote–eukaryote interface". Nature (İngilizce). 577 (7791): 519-525. doi:10.1038/s41586-019-1916-6. ISSN 1476-4687. PMC 7015854 . PMID 31942073.
^ ^a ^b Eme (10 Kasım 2017). "Archaea and the origin of eukaryotes". Nature Reviews Microbiology (İngilizce). 15 (12): 711-723. doi:10.1038/nrmicro.2017.133. ISSN 1740-1534. PMID 29123225. ^{[ölü/kırık bağlantı]}
^ ^a ^b Williams (9 Aralık 2019). "Phylogenomics provides robust support for a two-domains tree of life". Nature Ecology & Evolution (İngilizce). 4 (1): 138-147. doi:10.1038/s41559-019-1040-x. ISSN 2397-334X. PMC 6942926 . PMID 31819234.
^ Jørgensen (5 Eylül 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.
^ Jørgensen (4 Ekim 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.
^ Spang (May 2015). "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes". Nature (İngilizce). 521 (7551): 173-179. doi:10.1038/nature14447. ISSN 1476-4687. PMC 4444528 . PMID 25945739.
^ Yong. "Break in the Search for the Origin of Complex Life". The Atlantic (İngilizce). 22 Mart 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Mart 2018.
^ von Schnurbein (November 2000). "The Function of Loki in Snorri Sturluson's "Edda"". History of Religions. 40 (2): 109-124. doi:10.1086/463618.
^ Spang (29 Mart 2018). "Asgard archaea are the closest prokaryotic relatives of eukaryotes". PLOS Genetics. 14 (3): e1007080. doi:10.1371/journal.pgen.1007080. PMC 5875740 . PMID 29596421.
^ Seitz (29 Ocak 2016). "Genomic reconstruction of a novel, deeply branched sediment archaeal phylum with pathways for acetogenesis and sulfur reduction". The ISME Journal (İngilizce). 10 (7): 1696-1705. doi:10.1038/ismej.2015.233. ISSN 1751-7370. PMC 4918440 . PMID 26824177.
^ Akıl (3 Ekim 2018). "Genomes of Asgard archaea encode profilins that regulate actin". Nature. 562 (7727): 439-443. doi:10.1038/s41586-018-0548-6. PMID 30283132.
^ Akıl (18 Ağustos 2020). "Insights into the evolution of regulated actin dynamics via characterization of primitive gelsolin/cofilin proteins from Asgard archaea". PNAS. 117 (33): 19904-19913. doi:10.1073/pnas.2009167117. PMC 7444086 . PMID 32747565.
^ Penev (1 Ekim 2020). "Supersized Ribosomal RNA Expansion Segments in Asgard Archaea". Genome Biology and Evolution. 12 (10): 1694-1710. doi:10.1093/gbe/evaa170. PMC 7594248 . PMID 32785681.
^ ^a ^b ^c ^d MacLeod (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.
^ Liu (2020). "Expanding diversity of Asgard archaea and the elusive ancestry of eukaryotes". bioRxiv. doi:10.1101/2020.10.19.343400. 2 Kasım 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi1 Temmuz 2021.
^ "Structure and function of archaeal histones". PLOS Genetics. 14 (9): e1007582. September 2018. doi:10.1371/journal.pgen.1007582. PMC 6136690 . PMID 30212449.
^ Zimmer (15 Ocak 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. 16 Ocak 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Ocak 2020.
^ Liu (28 Nisan 2021). "Expanding diversity of Asgard archaea and the elusive ancestry of eukaryotes". Nature. doi:10.1038/s41586-021-03494-3. 6 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi1 Temmuz 2021.
^ López-García, Purificación; Moreira, David (1 Temmuz 2019). "Eukaryogenesis, a syntrophy affair". Nature Microbiology (İngilizce). 4 (7): 1068-1070. doi:10.1038/s41564-019-0495-5. ISSN 2058-5276. PMC 6684364 . PMID 31222170.
^ López-García (1 Temmuz 2019). "Eukaryogenesis, a syntrophy affair". Nature Microbiology (İngilizce). 4 (7): 1068-1070. doi:10.1038/s41564-019-0495-5. ISSN 2058-5276. PMC 6684364 . PMID 31222170.

Dış bağlantılar

Traci Watson: Hayat ağacını sallayan düzenbaz mikroplar 25 Nisan 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., içinde: Doğa, 14 Mayıs 2019

[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.

[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 14 Mart 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., in: PLoS Genet. 2017 Jun; 13(6): e1006810. 2017 Jun 12, doi: 10.1371/journal.pgen.1006810

[Zaremba-3] Zaremba-Niedzwiedzka (11 Ocak 2017). "Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity" (PDF). Nature (İngilizce). 541 (7637): 353-358. doi:10.1038/nature21031. ISSN 1476-4687. PMID 28077874. 25 Şubat 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF)1 Temmuz 2021.

[:0-4] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Imachi (23 Ocak 2020). "Isolation of an archaeon at the prokaryote–eukaryote interface". Nature (İngilizce). 577 (7791): 519-525. doi:10.1038/s41586-019-1916-6. ISSN 1476-4687. PMC 7015854 . PMID 31942073.

[Eme-5] Eme (10 Kasım 2017). "Archaea and the origin of eukaryotes". Nature Reviews Microbiology (İngilizce). 15 (12): 711-723. doi:10.1038/nrmicro.2017.133. ISSN 1740-1534. PMID 29123225. ^{[ölü/kırık bağlantı]}

[Williams_138–147-6] Williams (9 Aralık 2019). "Phylogenomics provides robust support for a two-domains tree of life". Nature Ecology & Evolution (İngilizce). 4 (1): 138-147. doi:10.1038/s41559-019-1040-x. ISSN 2397-334X. PMC 6942926 . PMID 31819234.

[7] Jørgensen (5 Eylül 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.

[8] Jørgensen (4 Ekim 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.

[SpangSaw2015-9] Spang (May 2015). "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes". Nature (İngilizce). 521 (7551): 173-179. doi:10.1038/nature14447. ISSN 1476-4687. PMC 4444528 . PMID 25945739.

[Yong-10] Yong. "Break in the Search for the Origin of Complex Life". The Atlantic (İngilizce). 22 Mart 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Mart 2018.

[11] von Schnurbein (November 2000). "The Function of Loki in Snorri Sturluson's "Edda"". History of Religions. 40 (2): 109-124. doi:10.1086/463618.

[12] Spang (29 Mart 2018). "Asgard archaea are the closest prokaryotic relatives of eukaryotes". PLOS Genetics. 14 (3): e1007080. doi:10.1371/journal.pgen.1007080. PMC 5875740 . PMID 29596421.

[13] Seitz (29 Ocak 2016). "Genomic reconstruction of a novel, deeply branched sediment archaeal phylum with pathways for acetogenesis and sulfur reduction". The ISME Journal (İngilizce). 10 (7): 1696-1705. doi:10.1038/ismej.2015.233. ISSN 1751-7370. PMC 4918440 . PMID 26824177.

[14] Akıl (3 Ekim 2018). "Genomes of Asgard archaea encode profilins that regulate actin". Nature. 562 (7727): 439-443. doi:10.1038/s41586-018-0548-6. PMID 30283132.

[15] Akıl (18 Ağustos 2020). "Insights into the evolution of regulated actin dynamics via characterization of primitive gelsolin/cofilin proteins from Asgard archaea". PNAS. 117 (33): 19904-19913. doi:10.1073/pnas.2009167117. PMC 7444086 . PMID 32747565.

[16] Penev (1 Ekim 2020). "Supersized Ribosomal RNA Expansion Segments in Asgard Archaea". Genome Biology and Evolution. 12 (10): 1694-1710. doi:10.1093/gbe/evaa170. PMC 7594248 . PMID 32785681.

[kindler2019-17] MacLeod (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.

[18] Liu (2020). "Expanding diversity of Asgard archaea and the elusive ancestry of eukaryotes". bioRxiv. doi:10.1101/2020.10.19.343400. 2 Kasım 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi1 Temmuz 2021.

[pmid30212449-19] "Structure and function of archaeal histones". PLOS Genetics. 14 (9): e1007582. September 2018. doi:10.1371/journal.pgen.1007582. PMC 6136690 . PMID 30212449.

[NYT-2020115-20] Zimmer (15 Ocak 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. 16 Ocak 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Ocak 2020.

[21] Liu (28 Nisan 2021). "Expanding diversity of Asgard archaea and the elusive ancestry of eukaryotes". Nature. doi:10.1038/s41586-021-03494-3. 6 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi1 Temmuz 2021.

[22] López-García, Purificación; Moreira, David (1 Temmuz 2019). "Eukaryogenesis, a syntrophy affair". Nature Microbiology (İngilizce). 4 (7): 1068-1070. doi:10.1038/s41564-019-0495-5. ISSN 2058-5276. PMC 6684364 . PMID 31222170.

[23] López-García (1 Temmuz 2019). "Eukaryogenesis, a syntrophy affair". Nature Microbiology (İngilizce). 4 (7): 1068-1070. doi:10.1038/s41564-019-0495-5. ISSN 2058-5276. PMC 6684364 . PMID 31222170.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]