Odinarchaeota

Odinarchaeota ist ein Kandidaten-Phylum von Archaeen, das 2017 aus Genomproben vorgeschlagen wurde, die aus hydrothermalen Quellen gewonnen wurden.[2] Die Proben wurden von zwei Standorten, dem Yellowstone-Nationalpark und dem Radiata Pool in Neuseeland (Ngatamariki, bei Taupō, Nordinsel),[3][4] aus einer Reihe von sieben verschiedenen geografischen Standorten gewonnen. In diesen wurde eine ausführliche Suche nach Genom-Sequenzen von Archaeen durchgeführt wurde. Dabei wurde festgestellt, dass die Häufigkeit dieser Archaeen-Gruppe deutlich geringer ist als die des Phylums Lokiarchaeota.[2]

Odinarchaeota
Systematik
Klassifikation: Lebewesen
Domäne: Archaeen (Archaea)
Reich: „Proteoarchaea“
Überabteilung: „Asgard“
Abteilung: Odinarchaeota
Wissenschaftlicher Name
Odinarchaeota
Zaremba-Niedzwiedzka et al. 2017[1]

Sequenzvergleiche haben ergeben, dass sich diese Klade ausreichend vom Rest der Archaeen unterscheiden, um ein neues Phylum der Asgard-Supergruppe innerhalb der Proteoarchaeota zu bilden, wo sie den Lokiarchaeota nahe stehen. Die Asgard-Archaeen enthalten Gensequenzen, die für Proteine kodieren, die bis zu ihrer Entdeckung als exklusiv für Eukaryoten galten. In phylogenetischen Bäumen scheint jedoch eine andere Klade der Asgard-Archaeen um die „Heimdallarchaeota“ den Eukaryoten noch näher zu stehen.[2]

Im Jahr 2020 wurde von Y. Liu et al. eine weitere Metagenomik-Gensequenz (J65_bin.29) aus einer Probe vom Shengli-Ölfeld (chinesisch 勝利油田, Pinyin Shènglì Yóutián, englisch Shengli Oil Field, wörtlich „Victory Oil Field“) gefunden, die 2021 den Odinarchaeota zugeordnet wurde (Kandidatenspezies LCB-4 sp016839265).[5][6]

Etymologie

Der Begriff „Odinarchaeota“ leitet sich von der mythologischen Figur Odin ab, in Analogie zu den zuvor gefundenen nahestehenden Phyla Lokiarchaeota und „Thorarchaeota“. Diese Namen (sowie der des diese Gruppen umfassenden Superphylums Asgard) sind inspiriert von der Nordische Mythologie.

Systematik

Die hier wiedergegebene Systematik folgt der Taxonomie der LPSN und des NCBI. Die Genome Taxonomy Database (GTDB) sieht abweichend die Asgard-Gruppe als Phylum Asgardarchaeota und die TACK-Gruppe ebenfalls als Phylum Thermoproteota; die Phyla darunter werden dort dann als Klassen gesehen, und mit entsprechendem Suffix bezeichnet, also Odinarcheia, Lokiarcheia etc.[7]

OdinTubulin

Die Odinarchaeota-Spezies Candidaus Odinarchaeota archaeon LCB_4 (alias LCB-4 sp001940665[8]), gefunden in der mikrobielle Gemeinschaft im Sediment der heißen Quelle „Unteres Culex-Becken“ (engl. lower culex basin)[9] im Yellowstone-Nationalpark (USA),[10][11] besitzt nach Metagenom-Analysen neben zwei Gene, die prokaryotischen Zellteilungsproteinen FtsZ gleichen, ein weiteres OdinTubulin genanntes Protein, das sowohl eukaryotischen Tubulinen als auch FtsZ-Proteinen ähnelt (wobei die Homologie zu eukaryotischem Tubulin größer ist als zu prokaryotischem FtsZ). OdinTubulin wird daher als ein evolutionäres Zwischenglied zwischen dem prokaryotischen Zellteilungsprotein FtsZ und deneukaryotischen Mikrotubuli-bildenden Tubulinen angesehen.[12]

Die Genome Taxonomy Database (GTDB) ordnet die hier untersuchte Kandidatenspezies derselben Gattung wie die Gensequenz vom chinesischen Shengli-Ölfeld (vorläufige Bezeichnung LCB-4).[8][6]

OdinAK

Im November 2022 wurde bekannt, dass Archaeen der Odinarchaeota ein Enzym OdinAK besitzen, das strukturelle Ähnlichkeiten mit der menschlichen Adenylat-Kinase AK6 aufweist. Dies war neu, denn zuvor waren bei Archaeen noch keine Isoformen dieses Enzyms gefunden worden.[13]

Einzelnachweise
  1. NCBI Taxonomy Browser: "Candidatus Odinarchaeota" Zaremba-Niedzwiedzka et al. 2017 (phylum), graphisch: Candidatus Odinarchaeota, auf: Lifemap, NCBI Version.
  2. Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka, Eva F. Caceres, Jimmy H. Saw, Disa Bäckström, Lina Juzokaite, Emmelien Vancaester, Kiley W. Seitz, Karthik Anantharaman, Piotr Starnawski, Kasper U. Kjeldsen, Matthew B. Stott, Takuro Nunoura, Jillian F. Banfield, Andreas Schramm, Brett J. Baker, Anja Spang & Thijs J. G. Ettema: Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity. In: Nature. Band 541, Nr. 7637, 2017, S. 353–358, doi:10.1038/nature21031.
  3. Matthew Stott, Craig Cary, Melissa Climo: The 1000 Project – A microbial inventory of geothermal ecosystems, New Zealand Geoteral Workshop, 22. November 2012; Radiata Pool
  4. Nukki Macdonald: What lives in New Zealand's hot and hostile volcanic springs?, auf: stuff vom 7. Mai 2015
  5. NCBI Nucleotide: MAG: Candidatus Odinarchaeota archaeon isolate J65_bin.29, whole genome shotgun sequencing project.
  6. LCB-4 sp016839265. Genome Taxonomy Database (GTDB).
  7. Odinarcheia. Genome Taxonomy Database (GTDB).
  8. LCB-4 sp001940665. Genome Taxonomy Database (GTDB).
  9. Culex Basin. Auf MapCarta.
  10. NCBI Taxonomy Browser: "Candidatus Odinarchaeota" archaeon LCB_4 (species, heterotypic synonym: archaeon Odin LCB_4). Zum Fundort siehe Einträge unter Nucleotide: txid1841599[Organism:noexp] Candidatus Odinarchaeota archaeon LCB_4.
  11. UniProt: Odinarchaeota archaeon (strain LCB_4) (SPECIES).
  12. Caner Akıl, Samson Ali, Linh T. Tran, Jérémie Gaillard, Wenfei Li, Kenichi Hayashida, Mika Hirose, Takayuki Kato, Atsunori Oshima, Kosuke Fujishima, Laurent Blanchoin, Akihiro Narita, Robert C. Robinson: Structure and dynamics of Odinarchaeota tubulin and the implications for eukaryotic microtubule evolution. In: Science Advances, Band 8, Nr. 12, 25. März 2022; doi:10.1126/sciadv.abm2225. Dazu:
    Scientists discover potential key missing link protein bridging eukaryotes and prokaryotes. Auf: EurekAlert! vom 10. April 2022. Quelle: Tokyo Institute of Technology.
  13. Apoorv Verma, Emma Åberg-Zingmark, Tobias Sparrman, Ameeq Ul Mushtaq, Per Rogne, Christin Grundström, Ronnie Berntsson, Uwe H. Sauer, Lars Backman, Kwangho Nam, Elisabeth Sauer-Eriksson, Magnus Wolf-Watz: Insights into the evolution of enzymatic specificity and catalysis: From Asgard archaea to human adenylate kinases. In: Science Advances, Band 8, Nr. 44, eabm4089, 4. November 2022; doi:10.1126/sciadv.abm4089, PMID 36332013, PMC 9635829 (freier Volltext). Dazu:
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