Főmenü megnyitása

A Lokiarchaeota egy javasolt Archaea törzs. Az archeák – ősbaktériumok – egysejtű, sejtmag nélküli prokarióta szervezetek. Egy filogenetikai analízis felfedte hogy monofiletikus csoportot alkot az eukariótákkal. Az analízis felfedett számos gént sejtmembránnal kapcsolatos funkciókkal. Az ilyen gének jelenléte támogatja az eukarióták kialakulásának archeális gazdasejt hipotézisét, az eocyte-szerű forgatókönyveket.

Infobox info icon.svg
Lokiarchaeota
Rendszertani besorolás
Domén: Archaea
Ország: Proteoarchaeota
Törzs: Lokiarchaeota Spang et al. 2015
Nem
  • "Candidatus Lokiarchaeum" Spang et al. 2015

2015-ben vezették be egy genom azonosítása után egy metagenomikai elemzésben egy közép-óceáni üledék mintából. Ez az elemzés sugallja egy egysejtű élet Lokiarchaeumnak elnevezett nemének létét. A mintát közel egy hidrotermális kürtőhöz vették a Gakkel-hátságon, a Jeges-tengeren.[1] Az üledéket egy gravitációs magból vették 2010-ben a Knipovich-hátságon.[2][3] Az üledékben a sejtek alacsony sűrűségben voltak. A neve Lokira utal.

LeírásaSzerkesztés

A Lokiarchaeum kompozit genom 5,381 fehérje kódoló génből áll. Ezek közül nagyjából 32% nem felel meg bármilyen ismert fehérjének, 26% nagyon hasonlít az archeális fehérjékre, és 29% megfelel a bakteriális fehérjéknek. Ez a helyzet összhangban van két dologgal: 1 fehérjék egy új törzsből (kevés közeli rokon vagy nincs) nehéz hozzárendelni őket helyes doménhez, 2 egy meglévő kutatás azt sugallja hogy jelentős interdomén gén transzfer történt a baktériumok és archeák között.

A fehérjéinek egy kicsi de jelentős részében (175, 3,3%) a kinyert genetikai kód nagyon hasonló az eukarióta fehérjékre. A minta szennyeződés valószínűtlen magyarázat a szokatlan fehérjékre, mert a kinyert géneket mindig közrefogták prokarióta gének és a géneknek nincs ismert eukarióta eredete detektálva a metagenomban amiből a kompozit genomot kivonták. Továbbá az előző filogenetiai analízis azt javasolja hogy a kérdéses gének eredete az eukarióta kládok alapjánál van.

Az eukariótákban ezeknek a fehérjéknek a funkciója tartalmazza: a sejt membrán deformációt, sejt alakjának a képződését, és egy dinamikus fehérjét a citoszkeletont.[1][4][5] Lokiarchaeumnak is lehet néhány ezen képességek közül. Továbbá megtalálható a genomjában az aktin nevű fehérje ami az eukariótákben alapvető a fagocitózisban.

Evolúciós jelentőségeSzerkesztés

Egy összehasonlító elemzése a Lokiarchaeum genomnak ismert genomokkal szemben eredményezett egy filogenetikai fát ami egy monofiletikus csoportot mutatott amelynek tagjai a Lokiarchaeota és az eukarióták, ami támogat egy archeális gazdasejt vagy eocyte-szerű forgatókönyveket az eukarióták kialakulásának.[6][7][8] A Lokiarchaeum membránnal kapcsolatos funkcióknak repertoárja azt sugallja hogy a közös őse az eukariótáknak esetleg egy köztes lépés lehetett a prokarióta sejtek között, mentes a szubcelluláris struktúráktól.

Carl Woese három doménes rendszere a sejtes életet három doménbe osztályozza: archeák, baktériumok, és eukarióták, az utolsót jellemzi a nagy, erősen fejlődött sejtek, hogy tartalmaz mitokondriumot, ami segít a sejteknek ATP termelni (adenozin-trifoszfát, az energia valuta a sejtnek), és egy membránhoz kötött nukleust ami tartalmaz nukleinsavakat. Protozoonok és az összes többsejtű organizmus például állatok, gombák, és növények eukarióták.

Úgy gondolják hogy baktériumok és az archeák a legősibb származási vonalak,[9] valószínűsíthetőleg rájuk utaló 3,8 milliárd éves fosszilis maradványokat is találtak már.[10][11] Az eukarióták tartalmazza az összes komplex sejtet és majdnem minden többsejtű organizmust. Úgy gondolják 1.6-2.1 milliárd évvel ezelőtt fejlődtek ki.[12] Míg az eukarióták evolúcióját egy nagy evolúciós jelentőségű eseménynek tekintik, nincs köztes forma vagy "hiányzó láncszemek" a felfedezés előtt. Ebben a kontextusban a Lokiarchaeum felfedezése az eukarióták néhány de nem minden jellemzőjével bizonyítékot ad az átmenetre az archeából az eukariótákra.[13]

A Lokiarchaeota és az eukarióták valószínűleg egy közös ősön osztoznak, és ha igen akkor durván két milliárd évvel ezelőtt ágaztak el. Ez a feltételezett ős rendelkezett kritikus "indító" génekkel amik képessé tették növekvő sejt komplexitásra. Ez a közös ős vagy egy rokona vezetett végül az eukarióták evolúciójához.[14]

ForrásokSzerkesztés

  1. a b (2015) „Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes”. Nature 521, 173–179. o. DOI:10.1038/nature14447. ISSN 0028-0836. PMID 25945739.  
  2. (2012. szeptember 5.) „Correlating microbial community profiles with geochemical data in highly stratified sediments from the Arctic Mid-Ocean Ridge”. PNAS 109 (42), E2846–E2855. o. DOI:10.1073/pnas.1207574109.  
  3. (2013. október 4.) „Quantitative and phylogenetic study of the Deep Sea Archaeal Group in sediments of the Arctic mid-ocean spreading ridge”. Frontiers in Microbiology 4. DOI:10.3389/fmicb.2013.00299.  
  4. (2015) „In search of the primordial actin filament.”. Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (30), 9150–1. o. DOI:10.1073/pnas.1511568112. PMID 26178194.  
  5. Khan, Amina. „Meet Loki, your closest-known prokaryote relative”, LA Times, 2015. május 6. (Hozzáférés ideje: 2015. május 9.) 
  6. (2006) „Eukaryotic evolution, changes and challenges”. Nature 440 (7084), 623–630. o. DOI:10.1038/nature04546. ISSN 0028-0836. PMID 16572163.  
  7. (1988) „Origin of the eukaryotic nucleus determined by rate-invariant analysis of rRNA sequences”. Nature 331 (6152), 184–186. o. DOI:10.1038/331184a0. ISSN 0028-0836. PMID 3340165.  
  8. (2011) „The archaeal 'TACK' superphylum and the origin of eukaryotes”. Trends in Microbiology 19 (12), 580–587. o. DOI:10.1016/j.tim.2011.09.002. ISSN 0966-842X. PMID 22018741.  
  9. (2007) „Reductive evolution of architectural repertoires in proteomes and the birth of the tripartite world”. Genome Research 17 (11), 1572–1585. o. DOI:10.1101/gr.6454307. PMID 17908824.  
  10. Hahn J, Haug P (1986). „Traces of Archaebacteria in ancient sediments”. System Appl Microbiol 7, 178–183.. o.  
  11. Chappe, B. and Albrecht, P. and Michaelis, W. ({1982). „Polar Lipids of Archaebacteria in Sediments and Petroleums”. Science 217, 65–66. o. DOI:10.1126/science.217.4554.65.  
  12. (2006. június 29.) „Eukaryotic organisms in Proterozoic oceans”. Philosophical Transactions of the Royal Society B 361 (1470), 1023–38. o. DOI:10.1098/rstb.2006.1843. PMID 16754612.  
  13. Zimmer, Carl: Under the Sea, a Missing Link in the Evolution of Complex Cells. New York Times , 2015. május 6. (Hozzáférés: 2015. május 8.)
  14. Rincon, Paul. „Newly found microbe is close relative of complex life”, BBC, 2015. május 6. (Hozzáférés ideje: 2015. május 9.)