Наноархеоттар: қазіргі зерттеулер мен таксономиясы

Кіріспе

Археялар филамы

Nanoarchaeota (грекше, "құлжаң немесе кішкентай көне") – Архея доменіндегі ұсынылып отырған филамы (Candidatus Nanoarchaeota), қазіргі уақытта тек бір ғана өкілі бар – Nanoarchaeum equitans, ол су асты гидротермалды қайнарларда табылып, 2002 жылы алғаш рет сипатталған. Шағын өлшеміне, геномның қысқаруына және тыныс алудың шектеулі мүмкіндіктеріне қарамастан, Nanoarchaeota мүшелерінің метаболизмі ерекше ерекшеліктерге ие. Мысалы, N. equitans күрделі және жоғары дамыған жасушаішілік байланыс жүйесіне ие. Nanoarchaeota филогенезі оның жалғыз мәдени өкілі Nanoarchaeum equitans арқылы анықталады, ол басқа археялардан өзгеше эволюциялық топқа жатады, олар жақында қайта жіктелді. Қосымша талдаулар көрсеткендей, N. equitans Архея эволюциясының басында бөлініп шыққан, бұл 16S рРНК тізбегімен расталған. Бұл олардың осы топтың ішінде терең тармақталған орынға ие екенін көрсетеді. Қазіргі таңда қабылданған таксономия Номенклатурадағы тұрақты прокариоттық атаулар тізіміне (LPSN) және Ұлттық биотехнологиялық ақпарат орталығына (NCBI) негізделген. Класс "Nanoarchaeia" Vazquez Campos et al. 2021 Nanobdellia Kato et al. 2022]
Тәртіп "Jingweiarchaeales" Rao et al. 2023
Тұқым "Haiyanarchaeaceae" Rao et al. 2023
Туыс ? "Candidatus Haiyanarchaeum" Rao et al. 2023
"Ca. H. thermophilum" Rao et al. 2023
Тұқым "Jingweiarchaeaceae" Rao et al. 2023
Туыс ? "Candidatus Jingweiarchaeum" Rao et al. 2023
"Ca. J. tengchongense" Rao et al. 2023
Тәртіп "Nanoarchaeales" Huber et al. 2011
"N. equitans" Huber et al. 2002
"Ca. N. minuta" St. John et al. 2019
"Ca. N. acidilobi" Wurch et al. 2016
Тәртіп "Tiddalikarchaeales" Vazquez Campos et al. 2021
Тұқым "Tiddalikarchaeaceae" Vazquez Campos et al. 2021]
Туыс ? "Candidatus Rehaiarchaeum fermentans" Rao et al. 2023
"Ca. R. fermentans" Rao et al. 2023
Туыс "Candidatus Acidifodinimicrobium" Luo et al. 2020
? "Ca. P. tengchongense" Rao et al. 2023
"Ca. P. acidiphilum" Baker et al. 2010 N. equitans жасушаларында 15 нм тор тұрақтысымен алты еселенген симметриялы қалыпты S қабаты бар. Сипатталған наноархеоттардың геномдары әртүрлі деңгейде редукцияны көрсетеді, бұл иесіне тәуелді өмір салтына сәйкес келеді. Кейбір наноархеоттарда әлі де CRISPR Cas жүйелері, архея жарақшалары және глюконеогенез жолы үшін гендер сақталған.

Nanoarchaeota (Greek, "dwarf or tiny ancient one") is a proposed phylum (Candidatus Nanoarchaeota) in the domain Archaea that currently has only one representative, Nanoarchaeum equitans, which was discovered in a submarine hydrothermal vent and first described in 2002. Despite small size, a reduced genome and limited respiration, members of the Nanoarchaeota have unusual metabolic features. For example, N. equitans has a complex and highly developed intercellular communication system. The phylogeny of the Nanoarchaeota is anchored by its only cultured representative, Nanoarchaeum equitans, which clusters in a separate evolutionary group than other archaea, which have recently been reclassified. Further analysis has shown that N. equitans diverged early on in the evolution of Archaea, as indicated by the 16S rRNA sequence. This suggests that they occupy a deeply branching position within this group. The currently accepted taxonomy is based on the List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) and National Center for Biotechnology Information (NCBI). Class "Nanoarchaeia" Vazquez Campos et al. 2021 Nanobdellia Kato et al. 2022]
Order "Jingweiarchaeales" Rao et al. 2023
Family "Haiyanarchaeaceae" Rao et al. 2023
Genus ? "Candidatus Haiyanarchaeum" Rao et al. 2023
"Ca. H. thermophilum" Rao et al. 2023
Family "Jingweiarchaeaceae" Rao et al. 2023
Genus ? "Candidatus Jingweiarchaeum" Rao et al. 2023
"Ca. J. tengchongense" Rao et al. 2023
Order "Nanoarchaeales" Huber et al. 2011
"N. equitans" Huber et al. 2002
"Ca. N. minuta" St. John et al. 2019
"Ca. N. acidilobi" Wurch et al. 2016
Order "Tiddalikarchaeales" Vazquez Campos et al. 2021
Family "Tiddalikarchaeaceae" Vazquez Campos et al. 2021]
Genus ? "Candidatus Rehaiarchaeum fermentans" Rao et al. 2023
"Ca. R. fermentans" Rao et al. 2023
Genus "Candidatus Acidifodinimicrobium" Luo et al. 2020
? "Ca. P. tengchongense" Rao et al. 2023
"Ca. P. acidiphilum" Baker et al. 2010 Cells of N. equitans contain a normal S layer with sixfold symmetry with a 15 nm lattice constant. The genomes of described nanoarchaeotes demonstrate different degrees of reduction, which is compatible with a host dependent lifestyle. Certain nanaoarchaeotes still have genes for the CRISPR Cas systems, archaeal flagella, and the gluconeogenesis pathway.

Тіршілік ету ортасы

Наноархеоттар - Ignicoccus деп аталатын археялық мезбеніне байланысып өсетін міндетті симбионттар. Жер бетіндегі ыстық бұлақтар мен теңіз астындағы гидротермальдық қайнарлар Nanoarchaeum туысына жататын изоляттарды берді. Дегенмен, наноархеоттар теңіздік жылулық қайнарлардан тыс, әртүрлі орталарда да кездесетінін көрсететін деректер бар. Наноархеота тобының мүшелеріне қатысты генетикалық деректер, Nanoarchaeum equitans-тың 16S рРНК генінің тізбегіне негізделген праймерлерді қолдану арқылы, жер бетіндегі ыстық бұлақтарда және мезофильдік гиперсалысты орталарда кең таралғаны анықталды. Сонымен қатар, гидротермальдық қайнарлардан алыс фотозоналық су үлгілерінде рибосомалық тізбектердің табылуы, наноархеоттардың әртүрлі температуралар мен геохимиялық жағдайларда тіршілік ете алатын, кең таралған және түрлі топқа бөлінетін археялар екенін көрсетеді.

Метаболизм

Наноархеота мүшелерінің метаболизмінің көп бөлігі белгісіз болғанымен, оның иесі элементтік күкіртті электрон қабылдағыш ретінде және H2-ні электрон доноры ретінде пайдаланып өсетін автотроф болып табылады. Аминқышқылдары, нуклеотидтер және коэнзимдер сияқты мономерлерді жасау сияқты көптеген танымал метаболикалық процестерге қатысты гендер осы организмде табылмайды.