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Hadesarchae

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Hadesarchaea , anteriormente llamado Grupo Misceláneo de Euriarqueas de la Mina de Oro de Sudáfrica , es una clase de microorganismos termófilos que se han encontrado en minas profundas, aguas termales, sedimentos marinos y otros ambientes subterráneos. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

Nomenclatura

Estas arqueas fueron inicialmente llamadas Grupo Euryarchaeal Misceláneo de la Mina de Oro Sudafricana (SAGMEG), por su lugar de descubrimiento inicial. [ 6 ] [ 7 ] El nombre Hadesarchaea fue propuesto por Baker et al. en 2016, en referencia al dios griego del inframundo . [ 1 ]

Filogenia

Anteriormente, las Hadesarchaea (o SAGMEG) solo se conocían por su distintiva posición filogenética en el árbol de la vida . En 2016, científicos que utilizaron secuenciación metagenómica de escopeta lograron ensamblar varios genomas casi completos de estas arqueas. [ 1 ] Se demostró que el genoma de Hadesarchaea tiene un tamaño aproximado de 1,5 pares de megabases, [ 1 ] lo que es aproximadamente 0,5 Mbp más pequeño que la mayoría de las arqueas. [ 8 ] Estas arqueas no se han cultivado con éxito en el laboratorio, pero sus propiedades metabólicas se han inferido a partir de las reconstrucciones genómicas. [ 1 ] Hadesarchaea podría haber evolucionado a partir de un ancestro metanogénico basándose en la similitud genética con otros organismos metanogénicos. [ 9 ]

Taxonomía

  • " Persephonarchaeia " corrig. Mwirichia et al. 2016 (MSBL-1)
  • " Hadarchaeia " Chuvochina et al. 2019 ["Hadesarchaea" Baker et al. 2016 ] (SAGMEG) [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
    • " Hadarchaeales " Chuvochina et al. 2019 ["Hadesarchaeales" Hua et al. 2019 ]
      • "Cerberiarchaeaceae" Benito Merino et al. 2024
        • " Candidatus Cerberiarchaeum " Benito Merino et al. 2024
          • " Ca. C. oleivorans" Benito Merino et al. 2024
        • " Candidatus Melinoarchaeum " Yu et al. 2024
          • " Ca. M. fermentans" Yu et al. 2024
      • "Hadarchaeaceae" Chuvochina et al. 2019 [corrección de "Hadesarchaeaceae" . Hua et al. 2019 ]
        • " Candidatus Hadarchaeum " Chuvochina et al. 2019
          • " Ca. H. yellowstonense" Chuvochina et al. 2019
        • " Candidatus Hadesarchaeum " Hua et al. 2019
          • " Ca. H. tengchongensis" Hua et al. 2019
        • " Candidatus Methanourarchaeum " Hua et al. 2019
          • " Ca. M. thermotelluricum" Hua et al. 2019

Hábitat y metabolismo

Estos microbios fueron descubiertos por primera vez en una mina de oro en Sudáfrica a una profundidad de aproximadamente 3  km (2  mi), [ 6 ] donde pueden vivir sin oxígeno ni luz. [ 8 ] [ 14 ] [ 15 ] Posteriormente también se encontraron en el estuario del río White Oak en Carolina del Norte y en la cuenca baja de Culex del Parque Nacional de Yellowstone . [ 16 ] Estas áreas tienen aproximadamente 70  °C (158  °F) y son altamente alcalinas . [ 16 ] Según un estudio de genes marcadores filogenéticos , Hadesarchaeota podría estar presente en suelos de antiguas zonas mineras en la región de East Harz, Alemania. [ 17 ]

También se han encontrado microbios en otros ambientes marinos. Algunas de estas áreas incluyen sistemas de filtraciones frías en el Mar de China Meridional . Se ha descubierto que Hadesarchaea es un miembro dominante de la comunidad de arqueas en la zona. Estas filtraciones frías contienen sedimentos con hidratos de gas en los que los microbios desempeñan un papel importante en el ciclo biogeoquímico . Se cree que Hadesarchaea participa en la reacción del dióxido de carbono con el agua en este ambiente. [ 18 ] Hadesarchaea también se ha encontrado en hábitats del subsuelo marino ubicados en la Cuenca de Guaymas y el Margen de Sonora alrededor del Golfo de California . [ 19 ]

Además de estar presentes en sedimentos marinos, minas y aguas termales, las Hadesarchaea se han identificado en el microbioma intestinal de ciertas especies de peces. Se encontró que el pez globo de agua dulce ( Tetraodon cutcutia ), nativo de la India, Assam, Bihar y Bengala Occidental , tenía Hadesarchaea en su microbioma intestinal. Se encontró que las Hadesarchaea eran la segunda comunidad arqueal más abundante en el pez globo de agua dulce. Esto resultó ser similar a la abundancia de la comunidad encontrada en el intestino del salmón carnívoro y la carpa herbívora . Si bien se ha encontrado que las Hadesarchaea son tan abundantes en estos entornos, no se conoce completamente cómo influyen en la salud y el nivel trófico de estos peces. [ 20 ]

Las hadesarqueas son únicas entre las arqueas conocidas porque pueden convertir monóxido de carbono y agua en dióxido de carbono y oxígeno, produciendo hidrógeno como subproducto. A partir de datos de genomas ensamblados a partir de metagenomas (MAG), las hadesarqueas poseen genes asociados con la vía de fijación de carbono de Wood-Ljungdahl , la metanogénesis y el metabolismo de alcanos. [ 21 ] [ 22 ] También se ha informado que los genomas de las hadesarqueas contienen genes que les permiten metabolizar azúcares y aminoácidos en un estilo de vida heterótrofo y realizar la reducción disimilatoria de nitrito a amonio. [ 1 ] [ 3 ] Las investigaciones iniciales sugieren que estos organismos también están involucrados en procesos geoquímicos significativos . [ 1 ]

Debido a su genoma relativamente pequeño, se supone que los genomas de las Hadesarqueas han sido sometidos a una simplificación genómica , posiblemente como resultado de la limitación de nutrientes. [ 1 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 Baker, Brett J.; Saw, Jimmy H.; Lind, Anders E.; Lazar, Cassandra Sara; Hinrichs, Kai-Uwe; Teske, Andreas P.; Ettema, Thijs JG (16 de febrero de 2016). "Inferencia genómica del metabolismo de las arqueas subsuperficiales cosmopolitas, Hadesarchaea" . Nature Microbiology . 1 (3): 16002. doi : 10.1038/nmicrobiol.2016.2 . PMID 27572167 . 
  2. ↑ Parkes, R. John; Webster, Gordon; Cragg, Barry A.; Weightman, Andrew J.; Newberry, Carole J.; Ferdelman, Timothy G.; Kallmeyer, Jens; Jørgensen, Bo B.; Aiello, Ivano W.; Fry, John C. (julio de 2007). " Procariotas profundos del subsuelo marino estimulados en interfaces a lo largo del tiempo geológico" (PDF) . Nature . 436 (7049): 390–394 . doi : 10.1038/nature03796 . ISSN 0028-0836 . PMID 16034418. S2CID 4390333 .   
  3. 1 2 Biddle, JF; Lipp, JS; Lever, MA; Lloyd, KG; Sorensen, KB; Anderson, R.; Fredricks, HF; Elvert, M.; Kelly, TJ; Schrag, DP; Sogin, ML (2006-02-27). "Las arqueas heterótrofas dominan los ecosistemas sedimentarios subsuperficiales frente a Perú" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 103 (10): 3846– 3851. doi : 10.1073/pnas.0600035103 . ISSN 0027-8424 . PMC 1533785. PMID 16505362 .   
  4. ↑ Purkamo, Lotta; Bomberg, Malin; Kietäväinen, Riikka; Salavirta, Heikki; Nyyssönen, Mari; Nuppunen-Puputti, Maija; Ahonen, Lasse; Kukkonen, Ilmo; Itävaara, Merja (30 de mayo de 2016). "Patrones de coocurrencia microbiana en fluidos de fractura de lecho rocoso profundo del Precámbrico" . Biogeociencias . 13 (10): 3091– 3108. doi : 10.5194/bg-13-3091-2016 . hdl : 10023/10226 . ISSN 1726-4189 . 
  5. ^ Bomberg, Malin; Nyyssönen, Mari; Pitkänen, Petteri; Lehtinen, Ana; Itävaara, Merja (2015). "Las comunidades microbianas activas habitan en la interfase sulfato-metano en fluidos de fractura de lecho rocoso profundo en Olkiluoto, Finlandia" . Investigación BioMed Internacional . 2015 979530.doi : 10.1155 / 2015/979530 . ISSN 2314-6133 . PMC 4573625 . PMID 26425566 .   
  6. 1 2 Ettema, Thijs (17 de febrero de 2016). "¡Nuevo artículo sobre las Hadesarqueas publicado!" . Laboratorio Ettema. Archivado del original el 4 de marzo de 2016. Recuperado el 25 de febrero de 2016 .
  7. ↑ Takai, K.; Moser, DP; DeFlaun, M.; Onstott, TC; Fredrickson, JK (2001-12-01). " Diversidad de arqueas en aguas de minas de oro profundas de Sudáfrica" . Microbiología Aplicada y Ambiental . 67 (12): 5750– 5760. doi : 10.1128/aem.67.21.5750-5760.2001 . ISSN 0099-2240 . PMC 93369. PMID 11722932 .   
  8. 1 2 "Hadesarchaea: una nueva clase de arqueas de microbios profundos cosmopolitas" . Observatorio del Carbono Profundo. 18 de febrero de 2016. Archivado del original el 4 de marzo de 2016. Recuperado el 25 de febrero de 2016 .
  9. ↑ Evans, Paul N.; Boyd, Joel A.; Leu, Andy O.; Woodcroft, Ben J.; Parks, Donovan H.; Hugenholtz, Philip; Tyson, Gene W. (abril de 2019). "Una visión en evolución del metabolismo del metano en las arqueas". Nature Reviews Microbiology . 17 (4): 219– 232. doi : 10.1038/s41579-018-0136-7 . ISSN 1740-1534 . PMID 30664670. S2CID 58572324 .   
  10. ↑ "GTDB versión 06-RS202" . Base de datos de taxonomía del genoma .
  11. ↑ "ar122_r202.sp_label" . Base de datos de taxonomía del genoma .
  12. ↑ "Historial de taxones" . Base de datos de taxonomía del genoma .
  13. ↑ Sayers; et al. "Hadesarchaea" . Base de datos de taxonomía del Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) . Consultado el 5 de junio de 2021 . 
  14. ↑ «Científicos descubren nuevos microbios que prosperan en las profundidades de la tierra» (Comunicado de prensa). Universidad de Uppsala. 15 de febrero de 2016. Consultado el 25 de febrero de 2016 .
  15. ↑ "Microbios del inframundo sorprenden a los científicos: El misterio de las Hadesarqueas" . India Today . Nueva Delhi. 17 de febrero de 2016. Archivado del original el 24 de febrero de 2016. Consultado el 25 de febrero de 2016 .
  16. 1 2 Atherton, Matt (15 de febrero de 2016). "Descubrieron que los microbios Hadesarchae, dioses del inframundo, viven en gases tóxicos en las profundidades de las aguas termales de Yellowstone" . IB Times . Consultado el 25 de febrero de 2016 .
  17. ↑ Köhler, J. Michael; Kalensee, Franziska; Cao, Jialan; Günther, P. Mike (2019-07-09). "Hadesarchaea y otras bacterias extremófilas de antiguas zonas mineras de la región de East Harz (Alemania) sugieren una memoria ecológica a largo plazo del suelo" . SN Applied Sciences . 1 (8): 839. doi : 10.1007/s42452-019-0874-9 . ISSN 2523-3971 . 
  18. ↑ Cui, Hongpeng; Su, Xin; Chen, Fang; Holland, Melanie; Yang, Shengxiong; Liang, Jinqiang; Su, Pibo; Dong, Hailiang; Hou, Weiguo (febrero de 2019). "Diversidad microbiana de dos sistemas de filtración fría en sedimentos con hidratos de gas en el Mar de China Meridional" . Marine Environmental Research . 144 : 230–239 . doi : 10.1016/j.marenvres.2019.01.009 . PMID 30732863. S2CID 73443709 .  
  19. ↑ Deb, Sushanta; Das, Lipika; Das, Subrata K. (diciembre de 2020). "Composición y caracterización funcional del microbioma intestinal del pez globo de agua dulce (Tetraodon cutcutia)" . Archives of Microbiology . 202 (10): 2761– 2770. doi : 10.1007/s00203-020-01997-7 . ISSN 0302-8933 . PMID 32737543. S2CID 220888551 .   
  20. ↑ Ramírez, Gustavo A.; McKay, Luke J.; Fields, Matthew W.; Buckley, Andrew; Mortera, Carlos; Hensen, Christian; Ravelo, Ana Christina; Teske, Andreas P. (septiembre de 2020). "El arqueoma sedimentario del subsuelo marino de la cuenca de Guaymas refleja historias ambientales complejas" . iScience . 23 ( 9) 101459. doi : 10.1016/j.isci.2020.101459 . PMC 7476861. PMID 32861995 .  
  21. ^ Hua, Zheng-Shuang; Wang, Yu-Lin; Evans, Paul N.; Qu, Yan-Ni; Goh, Kian Mau; Rao, Yang-Zhi; Qi, Yan-Ling; Li, Yu-Xian; Huang, Min-Jun; Jiao, Jian-Yu; Chen, Ya-Ting (8 de octubre de 2019). "Conocimientos sobre las funciones ecológicas y la evolución de Archaea de aguas termales que contienen metil-coenzima M reductasa" . Comunicaciones de la naturaleza . 10 (1): 4574. doi : 10.1038/s41467-019-12574-y . ISSN 2041-1723 . PMC 6783470 . PMID 31594929 .   
  22. ↑ Wang, Yinzhao; Wegener, Gunter; Hou, Jialin; Wang, Fengping; Xiao, Xiang (2019-03-04). "Expanding anaerobic alkane metabolism in the domain of Archaea" (PDF) . Nature Microbiology . 4 (4): 595– 602. doi : 10.1038/s41564-019-0364-2 . ISSN 2058-5276 . PMID 30833728 . S2CID 71145257 .