Asgard (archea)

Asgard (též Asgardarchaeota) je skupina mikroorganismů z domény Archea, klasifikovaná zpravidla jako nadkmen či kmen. Tyto mikroorganismy byly objeveny pomocí metagenomických analýz DNA, přičemž některé zástupce se již podařilo úspěšně kultivovat.

Výzkum ukazuje, že se pravděpodobně jedná o vývojovou linii, ze které se vyvinuly i všechny eukaryotní organismy, což podporuje teorii dvoudoménového systému. Eukaryota jsou podle analýz z roku 2023 nejspíše sesterskou skupinou řádu Hodararchaeales třídy Heimdallarchaeia kmene Asgardarchaeota.

Objev Asgardu nám navíc pomáhá lépe pochopit proces zvaný eukaryogeneze.

Objev

Objev zástupců skupiny Asgard se datuje do roku 2010, kdy byla poprvé provedena analýza sedimentů ze dna Atlantského oceánu poblíž struktury pěti hydrotermálních průduchů, kterým se přezdívá Lokiho hrad. Tyto sedimenty byly následně studovány pomocí metagenomiky. +more V roce 2015 byl vytvořen a pojmenován kmen Lokiarchaeota na základě fylogenetických analýz a místa, kde byly sedimenty prvně odebrány. V roce 2016 byl týmem z Texaské univerzity v Austinu objeven příbuzný kmen a byl pojmenován po Lokiho bratru Thórovi - Thorarchaeota.

Skupina Asgard byla etablována ve studii z roku 2017, na základě analýzy vzorků ze 7 geograficky různých oblastí (např. Lokiho hrad nebo Yellowstonský národní park). +more Ta prokázala přítomnost několika dříve popsaných kmenů včetně Lokiarchaeota a Thorarchaeota, zároveň byly nalezeny i kmeny nové, tematicky pojmenované Odinarchaeota a Heimdallarchaeota a vývojová větev byla označena Asgardarchaeota v odkazu na severskou mytologii.

V roce 2023 se podařilo zástupce kmene Lokiarchaeota kultivovat, což přineslo nové poznatky o buněčné struktuře těchto mikroorganismů.

Taxonomie

Současná taxonomie od Národního centra pro biotechnologické informace (NCBI) dělí Archea na pět základních nadkmenů. Jsou jimi Euryarchaeota, Hydrothermarchaeota, Asgard, TACK a DPANN.

V roce 2023 provedla Laura Eme a kolektiv analýzu různých datových sad fylogenetických markerů a určili, že Eukaryota se nejspíše vyvinula z Heimdallarchaeia a jejich sesterská linie jsou Hodarchaeales. Zároveň soudí, že poslední společný příbuzný z Asgard archea byl pravděpodobně termofilní chemolitotrof a linie, z které se vyvinula Eukaryota, se adaptovala na mezofilní podmínky a heterotrofní životní styl.

Biologie

Proteiny

Buňky všech detekovaných zástupců obsahují proteiny, o kterých se původně myslelo, že jsou typické pouze pro doménu Eukaryota. Jedná se o tzv. +more ESP (z anglického „eukaryotic signature proteins“), mezi které patří např. některé GTPasy, homology aktinu nebo homology některých proteinů glykosylačních a translokačních mechanismů.

U úspěšně kultivovaných zástupců byla prokázána přítomnost cytoskeletu na bázi homologů aktinu, tzv. Lokiaktinu. +more Geny kódující tento cytoskelet se však následně povedlo detekovat i v genomech ostatních kmenů, což poukazuje na důležitost aktinu pro buněčnou strukturu.

Metabolismus

Asgard archea jsou obvykle obligátní anaerobové, nicméně Kariarchaeaceae, Gerdarchaeales, Hodarcheales mohou být fakultativní anaerobové. Využívají Wood-Ljungdahlovu dráhu a glykolýzu. +more Zástupci mohou být autotrofové, heterotrofové či fototrofové využívající heliorhodopsin.

Rozšíření a stanoviště

Zástupci skupiny Asgard byly nalezeny na stanovištích po celém světě. Mnoho kmenů je omezeno na mořské sedimenty, zatímco Lokiarchaeota, Thorarchaeota a další z této skupiny obývají mnoho různých stanovišť. +more Ač je salinita důležitá pro většinu Asgard archeí, tak je nacházíme i tělech zvířat, rhizosféře rostlin, nezasolených sedimentech a půdách, na mořském dně a ve sladkých vodách.

Eukaryotní znaky

Archeální histony tří archeálních kmenů, mezi které patří i Heimdallarchaeota, ukazují vysokou podobnost v histonovém N-koncovém „ocasu“, který byl do té doby považován jako exkluzivně eukaryotní. Ten využívají Eukaryota k vyšší stabilizaci při interakci s DNA.

Odkazy

Reference

Externí odkazy

Kategorie:Archea