Wikipedista:VietNgaT/Pískoviště

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Jak číst taxoboxLokiarchaeota
alternativní popis obrázku chybí
SEM image of Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum
Vědecká klasifikace
DoménaArchaea
ŘíšeProteoarchea
NadkmenAsgard
KmenLokiarchaeota
Rodcandidatus Lokiarchaeum
Spang et al. 2015

Lokiarchaeota je kmen archeí, jejíž členové jsou nejbližšími známými příbuznými eukaryot.[1] Kmen zahrnuje všechny členy skupiny dříve pojmenované Deep Sea Archaeal Group (DSAG), známé také jako Marine Benthic Group B (MBG-B). Lokiarcheaota patří do nadkmene Asgard, který zahrnuje kmeny: Lokiarchaeota, Thorarchaeota, Odinarchaeota, Heimdallarchaeota a Helarchaeota.[2]

Jeho význam vychází z fylogenetické analýzy, která prokázala existenci monofyletické skupiny složené z lochiarchaeí a eukaryot, a proto se má za to, že tento nový mikroorganismus tvoří chybějící článek mezi eukaryotickými organismy a jejich prokaryotickým původem.[3]

Objev[editovat | editovat zdroj]

Při průzkumu mikrobiální diverzity hlubin Severního ledového oceánu (Grónské moře, hřeben Gakkel) roku 2010 byl získán vzorek sedimentu 15 km od hydrotermálního průduchu zvaného Lokiho hrad. Vzorek byl izolován ve vrtném jádře získaném z hloubky větší než 3,2 km (0,3 °C), bez známek eukaryotního života. O existenci nového kmene se výzkumníci dozvěděli na základě fylogenetických analýz pomocí sady vysoce konzervovaných genů kódujících proteiny (16S rRNA). Objev byl publikován roku 2015.[4]

Navrhované pojmenování kmene Lokiarchaeota bylo navrženo s odkazem na místo odběr vzorků, Lokiho hrad[5], který nese název po božstvu Lokim, severského boha měnícího tvar. Loki byl popsán jako „překvapivě složitá, matoucí a ambivalentní postava[6], která byla katalyzátorem bezpočtu nevyřešených vědeckých kontroverzí, analogicky k probíhajícím debatám o původu eukaryot.

V roce 2019 byl úspěšně izolován a vykultivován velmi pomalu se rozmnožující člen Lokiarchaeot z hlubokomořského bahna: Prometheoarchaeum syntrophicum (referenční kmen MK-D1). Jeho buňky mají dlouhá „chapadla“, ve kterých hnízdí partnerští mikrobi, kteří mu jako „protomitochondrie“ mohli dát větší šanci na přežití s ​​přibývajícím kyslíkem během Velké kyslíkové katastrofy, poté byly uzavřeny a endogenizovány chapadly – ​​jako předchůdci mitochondrií. [1][7][8]

Vrchol 12 m vysokého komína hydrotermálního průduchu Lokiho hradu. Vlevo je rameno dálkově ovládaného podvodního vozidla používaného k odběru vzorků vody z Centra geobiologie Univerzity v Bergenu v roce 2008.

Charakteristika[editovat | editovat zdroj]

Vzhledem k tomu, že byl kmen objeven metagenomickými analýzami, jeho morfologické charakteristiky nejsou známy.

Složený genom se skládá z 5 381 genů kódujících protein. Mezi nimi asi 32 % neodpovídá žádnému známému proteinu, 26 % se velmi podobá archeálním proteinům a 29 % odpovídá bakteriálním proteinům. Ještě menší, ale významný podíl proteinů (175 nebo 3,3 %) je velmi podobný eukaryotním proteinům. Mezi ně patří aktin, aktiny představují klíčové strukturální proteiny eukaryotních buněk a zahrnují vlákna, která jsou důležitá pro různé buněčné procesy, včetně buněčného dělení, transportu vezikul a fagocytózy. Fagocytóza je schopnost pohltit částice nebo jiné mikroby, která je nezbytná pro scénáře fagotrofické hypotézy.[2][9] Ta předpokládá, že eukaryotní buňka, asi před dvěma tisíci sty miliony lety, nevznikla pouhou genovou mutací – nebyl by pro ni dostatek evolučního času – ale spíše vznikla (eukaryogenezí) díky kapacitě svých prekurzorů bez jádra. Současná teorie sériové endosymbiózy (Serial Endosymbiosis Theory) spolu se svou komplementární hypotézou eocytů - nyní podpořená možným objevem Lochiarchaea - popisuje průchod prokaryotních buněk (buď bakterií nebo archaeí) do eukaryotních buněk prostřednictvím symbiogenetických inkorporací. Tyto inkorporace jsou formy požití bez trávení, ve kterých požitý organismus nadále žije v potravě a začíná s ní udržovat symbiotický vztah. Jakmile je genetický materiál (symbiogenetika) vložen do hostitele a poté předán potomkům, budou se vyvíjet společně. Přítomnost aktinových proteinů a intracelulárních transportních mechanismů poskytuje důkaz o společném původu mezi Lokiarchaeoty a eukaryoty.[3]

Studie genomu dále ukázaly, že s eukaryoty sdílí některé specifické proteiny, například malé GTPasy, části ubiquitinového systému, či komplex proteinů ESCRT[4], který umožňuje například endocytosu. V eukaryotech funkce těchto sdílených proteinů zahrnují deformaci buněčné membrány, tvorbu tvaru buňky a dynamický proteinový cytoskelet.[3]

Nepřímými metodami (měřením množství Lokiarchaeot na různých místech dna a studiem tamějšího prostředí) bylo ukázáno, že je pravděpodobné, že energii získávají redukcí železa spojenou s oxidací organických látek.[10]

Význam[editovat | editovat zdroj]

Srovnávací analýza genomu Lokiarchaeum proti známým genomům vyústila ve fylogenetický strom, podporující scénáře pro vznik eukaryot z archeálního hostitele nebo z eocyt.[11][12][13] Soubor funkcí Lokiarchaeí souvisejících s membránou naznačuje, že společný předek eukaryot by mohl být přechodným krokem mezi prokaryotickými buňkami, které nemají subcelulární struktury, a eukaryotickými buňkami, které obsahují mnoho organel.

Lochiarchea a eukaryota pravděpodobně sdílejí společného předka, pokud ano, před téměř třemi miliardami let by se rozcházely. Tento domnělý a teoretický společný předek měl mít klíčové „startovací“ geny, které umožňovaly v pozdějších fázích zvýšenou buněčnou komplexitu. Podle tohoto řečený imaginární společný předek, nebo nějaký kolaterál, by nakonec určoval evoluci eukaryot.[2]

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. ↑ a b LAMBERT, Jonathan. Scientists glimpse oddball microbe that could help explain rise of complex life. Nature. 2019-08-09, roč. 572, čís. 7769, s. 294–294. Dostupné online [cit. 2022-12-30]. DOI 10.1038/d41586-019-02430-w. (anglicky) 
  2. ↑ a b c CACERES, Eva F.; LEWIS, William H.; HOMA, Felix. Near-complete Lokiarchaeota genomes from complex environmental samples using long and short read metagenomic analyses. [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. DOI 10.1101/2019.12.17.879148. S. 2019.12.17.879148. (anglicky) Type: article. 
  3. ↑ a b c MUNICH, Ludwig Maximilian. Evolution: A revelatory relationship. phys.org [online]. 2019-12-27 [cit. 2022-12-30]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. ↑ a b SPANG, Anja; SAW, Jimmy H.; JØRGENSEN, Steffen L. Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes. Nature. 2015-05-06, roč. 521, čís. 7551, s. 173–179. Dostupné online [cit. 2022-12-30]. ISSN 0028-0836. DOI 10.1038/nature14447. PMID 25945739. (anglicky) 
  5. ↑ Newly found microbe is close relative of complex life. BBC News. 2015-05-06. Dostupné online [cit. 2022-12-30]. (anglicky) 
  6. ↑ VON SCHNURBEIN, Stefanie. The Function of Loki in Snorri Sturluson's "Edda". History of Religions. 2000-11-01, roč. 40, čís. 2, s. 109–124. Dostupné online [cit. 2022-12-30]. ISSN 0018-2710. DOI 10.1086/463618. 
  7. ↑ IMACHI, Hiroyuki; NOBU, Masaru K.; NAKAHARA, Nozomi. Isolation of an archaeon at the prokaryote–eukaryote interface. Nature. 2020-01-23, roč. 577, čís. 7791, s. 519–525. Dostupné online [cit. 2022-12-30]. ISSN 0028-0836. DOI 10.1038/s41586-019-1916-6. PMID 31942073. (anglicky) 
  8. ↑ ZIMMER, Carl. This Strange Microbe May Mark One of Life’s Great Leaps. The New York Times. 2020-01-15. Dostupné online [cit. 2022-12-30]. ISSN 0362-4331. (anglicky) 
  9. ↑ GHOSHDASTIDER, Umesh; JIANG, Shimin; POPP, David. In search of the primordial actin filament. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2015-07-28, roč. 112, čís. 30, s. 9150–9151. Dostupné online [cit. 2022-12-30]. ISSN 0027-8424. DOI 10.1073/pnas.1511568112. PMID 26178194. (anglicky) 
  10. ↑ LYDVO, Steffen. Investigation of the putative iron reducing capabilities of Lokiarchaeota. Bergen open research archive. 2015-06-01. Dostupné online [cit. 2022-12-30]. 
  11. ↑ EMBLEY, T. Martin; MARTIN, William. Eukaryotic evolution, changes and challenges. Nature. 2006-03, roč. 440, čís. 7084, s. 623–630. Dostupné online [cit. 2022-12-30]. ISSN 0028-0836. DOI 10.1038/nature04546. (anglicky) 
  12. ↑ LAKE, James A. Origin of the eukaryotic nucleus determined by rate-invariant analysis of rRNA sequences. Nature. 1988-01, roč. 331, čís. 6152, s. 184–186. Dostupné online [cit. 2022-12-30]. ISSN 0028-0836. DOI 10.1038/331184a0. (anglicky) 
  13. ↑ GUY, Lionel; ETTEMA, Thijs J.G. The archaeal ‘TACK’ superphylum and the origin of eukaryotes. Trends in Microbiology. 2011-12, roč. 19, čís. 12, s. 580–587. Dostupné online [cit. 2022-12-30]. DOI 10.1016/j.tim.2011.09.002. (anglicky) 

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Wikipedista:VietNgaT/Pískoviště&oldid=22292061“