Nitrososphaerota

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Nitrososphaerota

Nitrosopumilus maritimus, parcialmente con virións do virus fusiforme Nitrosopumilus 1 (Thaspiviridae) unidos.
Clasificación científica
Dominio: Archaea
Superfilo: "Proteoarchaeota"
Filo: Nitrososphaerota
Brochier-Armanet et al. 2021[1]
Clase: Nitrososphaeria
Ordes
Sinonimia
  • "Nitrososphaerota" Whitman et al. 2018
  • "Nitrososphaeraeota" Oren et al. 2015
  • "Thaumarchaeota" Brochier-Armanet et al. 2008[2]

Os Nitrososphaerota (sinónimo Thaumarchaeota) son un filo de Archaea proposto en 2008 despois de que se secuenciou o xenoma de Cenarchaeum symbiosum e se atopou que difería significativamente doutros membros do filo hipertermófilo Thermoproteota (antes Crenarchaeota).[3][2][4] Outras tres especies descritas ademais de C. symbiosum son Nitrosopumilus maritimus, Nitrososphaera viennensis e Nitrososphaera gargensis.[2] O filo foi proposto en 2008 baseándose en datos filoxenéticos, como as secuencias dos xenes de ARN ribosómico destes organismos e a presenza dunha forma de topoisomerase tipo I que se pensaba anteriormente que era exclusiva dos eucariotas.[2][5] Esta asignación foi confirmada por outras análises publicadcas en 2010 que examinaron os xenomas das arqueas oxidantes de amoníaco Nitrosopumilus maritimus e Nitrososphaera gargensis, concluíndo que estas especies forman unha liñaxe distinta que inclúe a Cenarchaeum symbiosum.[6] O lípido crenarqueol atopouse só en Nitrososphaerota, o que fai del un biomarcador potential para o filo.[7][8] A maioría dos organismos desta liñaxe identificados ata agora son quimiolitoautótrofos que oxidan amoníaco e poden exercer importantes papeis en ciclos bioxeoquímicos, como o ciclo do nitróxeno e o do carbono. A secuenciación metaxenómica indica que constitúe ~1% do metaxenoma da superficie do mar en moitos lugares.[9]

Os lípidos tetraéter derivados de Nitrososphaerota que atravesan a membrana (glicerol dialquil glicerol tetraéteres; GDGTs) dos sedimentos mariños poden usarse para reconstruír as temperaturas do pasado por medio do indicador da paleotemperatura TEX86, xa que estes lípidos varían en estrutura de acordo coa temperatura.[10] Como a maioría das Nitrososphaerota parecen ser autótrofas que fixan o CO2, os seus GDGTs poden actuar como un rexistro deas poporcións de carbono-13 do pasado no conxunto do carbono inorgánico disolto, e así poderían utilizarse para a reconstrución do ciclo do carbono no pasado.[7]

Taxonomía[editar | editar a fonte]

Filoxenia de Nitrososphaerota[11][12][13]
 
Conexivisphaeria
Conexivisphaerales
Conexivisphaeraceae

Conexivisphaera

 
 
 
Nitrososphaeria
Nitrososphaerales
Nitrososphaeraceae

Nitrososphaera

 
 
Nitrosopumilales
Nitrosopumilaceae
 

Nitrosarchaeum

 
 

Nitrosopumilus

 
 
 
 
 
Filoxenia de Nitrososphaerota[14][15][16]
Nitrososphaeria
 
"Geothermarchaeales"

"Geothermarchaeaceae"

 
 
 
Conexivisphaerales
Conexivisphaeraceae

Conexivisphaera

 
 
Nitrososphaerales
 
"Nitrosocaldaceae"
 

"Ca. Nitrosothermus"

 
 

"Ca. Nitrosocaldus"

 
 
 
 
Nitrososphaeraceae
 

"Ca. Nitrosocosmicus"

 
 
 

"Ca. Nitrosopolaris"

 
 

Nitrososphaera

 
 
 
Nitrosopumilaceae
 

"Ca. Nitrosotalea"

 
 
 

"Ca. Nitrosotenuis"

 
 
 

"Ca. Nitrosopelagicus"

 
 
 

"Cenarchaeum"

 
 
 

Nitrosarchaeum

 
 

Nitrosopumilus

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

A taxonomía actualmente aceptada está baseada na List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)[17] e no National Center for Biotechnology Information (NCBI)[18]

Metabolismo[editar | editar a fonte]

As Nitrososphaerota son importantes organismos oxidantes de amoníaco en ambientes acuáticos e terrestres, e son as primeiras arqueas identificadas implicadas na nitrificación.[32] Son capaces de oxidar o amoníaco a concentracións de substrato moito menores que as bacterias oxidantes de amoníaco, e así probablemente dominan en condicións oligotróficas.[8][33] A súa vía de oxidación do amoníaco require menos oxíxeno que a das bacterias que oxidan amoníaco, de modo que funcionan mellor en ambientes con baixas concentracións de oxíxeno como os sedimentos e fontes termais. As Nitrososphaerota oxidantes de amoníaco poden identificarse metaxenomicamente pola presenza de xenes da amoníaco monooxixenase arqueana (amoA), que indican que son en conxunto máis dominantes que as bacterias oxidantes de amoníaco.[8] Ademais do amoníaco, polo menos unha cepa de Nitrososphaerota pode usar a urea como substrato para a nitrificación. Isto permitiría a competición co fitoplancto que tamén crece con urea.[34] Un estudo de microbios de plantas de tratamento de augas residuais atopou que non todas as Nitrososphaerota que expresan xenes amoA son oxidantes activos de amoníaco. Estas Nitrososphaerota teñen a capacidade de oxidar metano en vez de amoníaco, ou poden ser heterótrofos, o que indica a potencial diversidade de estilos de vida metabólicos dentro do filo.[35] As Nitrososphaerota mariñas producen óxido nítrico, que é un gas de efecto invernadoiro con implicacións no cambio climático. As análises isotópicas indican que a maioría do fluxo de óxido nitroso cara á atmosfera procedente do océano, que proporciona arredor do 30% do fluxo natural, pode deberse ás actividades metabólicas das arqueas.[36]

Moitos membros do filo asimilan carbono fixando HCO3−.[9] Isto faise usando un ciclo de hidroxipropionato/hidroxibutirato similar ao dos Thermoproteota, pero que parece que evolucionou independentemente. Todas as Nitrososphaerota que foron identificadas por metaxenómica ata agora codifican esta vía. A vía de fixación de CO2 de Nitrososphaerota é máis eficiente que calquera vía autótrofa aerobia coñecida. Esta eficiencia axuda a explicar a súa capacidade de prosperar en ambientes escasos en nutrientes.[33] Algunhas Nitrososphaerota como Nitrosopumilus maritimus poden incorporar carbono orgánico así como inorgánico, o que indica unha capacidade para a mixotrofia.[9] Polo menos dúas cepas illadas foron identificadas como mixótrofos obrigados, o que significa que necesitan unha fonte de carbono orgánico para creceren.[34]

Un estudo revelou que as Nitrososphaerota son moi probablemente os podutores dominantes da esencial vitamina B12. Este decubrimento ten importantes implicacións para os organismos do fitoplancto eucariota, moitos dos cales son auxótrofos e deben obter a vitamina B12 do seu ambiente; así as Nitrososphaerota poderían xogar un papel nas floracións de algas e por extensión nos niveis globais de dióxido de carbono atmosférico. Debido á importancia da vitamina B12 en procesos biolóxicos como o ciclo do ácido cítrico e a síntese de ADN, a súa produción polas Nitrososphaerota pode ser importante para un gran número de organismos acuáticos.[37]

Ambiente[editar | editar a fonte]

Moitas Nitrososphaerota, como Nitrosopumilus maritimus, son mariñas e viven no océano aberto.[9] A maioría destas Nitrososphaerota planctónicas, que se compoñen do Grupo Mariño I.1a, están distribuídas na zona subfótica, entre os 100 e 350 m de profundidade.[7] Outras Nitrososphaerota mariñas viven en augas pouco profundas. Un estudo identificou dúas especies novas de Nitrososphaerota que vivían no ambiente sulfurado dun mangleiral tropical. Destas dúas especies, chamadas Candidatus Giganthauma insulaporcus e Candidatus Giganthauma karukerense, este último está asociado coas Gammaproteobacteria coas cales pode establecer unha relación simbiótica, aínda que a natureza desta relación é decoñecida. As dúas especies son moi grandes, formando filamentos máis grandes que os que nunca se observaron en arqueas. Igual que moitas Nitrososphaerota, son mesófilas.[38] As análises xenéticas e a observación de que os xenomas máis basais identificados de Nitrososphaerota proceden de ambientes quentes, o que suxire que o antepasado das Nitrososphaerota era termófilo, e a mesofilia evolucionou posteriormente.[32]

Notas[editar | editar a fonte]

  1. ↑ Oren A, Garrity GM (2021). "Valid publication of the names of forty-two phyla of prokaryotes". Int J Syst Evol Microbiol 71 (10): 5056. PMID 34694987. doi:10.1099/ijsem.0.005056. 
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Brochier-Armanet C, Boussau B, Gribaldo S, Forterre P (marzo de 2008). "Mesophilic Crenarchaeota: Proposal for a third archaeal phylum, the Thaumarchaeota". Nature Reviews Microbiology 6 (3): 245–52. PMID 18274537. doi:10.1038/nrmicro1852. 
  3. ↑ Tourna M, Stieglmeier M, Spang A, Könneke M, Schintlmeister A, Urich T, Engel M, Schloter M, Wagner M, Richter A, Schleper C (maio de 2011). "Nitrososphaera viennensis, an ammonia oxidizing archaeon from soil". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108 (20): 8420–5. Bibcode:2011PNAS..108.8420T. PMC 3100973. PMID 21525411. doi:10.1073/pnas.1013488108. 
  4. ↑ DeLong, E. F. (1992-06-15). "Archaea in coastal marine environments.". Proceedings of the National Academy of Sciences 89 (12): 5685–5689. Bibcode:1992PNAS...89.5685D. ISSN 0027-8424. PMC 49357. PMID 1608980. doi:10.1073/pnas.89.12.5685. 
  5. ↑ Brochier-Armanet C, Gribaldo S, Forterre P (decembro de 2008). "A DNA topoisomerase IB in Thaumarchaeota testifies for the presence of this enzyme in the last common ancestor of Archaea and Eucarya". Biology Direct 3: 54. PMC 2621148. PMID 19105819. doi:10.1186/1745-6150-3-54. 
  6. ↑ Spang A, Hatzenpichler R, Brochier-Armanet C, Rattei T, Tischler P, Spieck E, Streit W, Stahl DA, Wagner M, Schleper C (agosto de 2010). "Distinct gene set in two different lineages of ammonia-oxidizing archaea supports the phylum Thaumarchaeota". Trends in Microbiology 18 (8): 331–40. PMID 20598889. doi:10.1016/j.tim.2010.06.003. 
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 Pearson A, Hurley SJ, Walter SR, Kusch S, Lichtin S, Zhang YG (2016). "Stable carbon isotope ratios of intact GDGTs indicate heterogeneous sources to marine sediments". Geochimica et Cosmochimica Acta 181: 18–35. Bibcode:2016GeCoA.181...18P. doi:10.1016/j.gca.2016.02.034. 
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 Pester M, Schleper C, Wagner M (xuño de 2011). "The Thaumarchaeota: an emerging view of their phylogeny and ecophysiology". Current Opinion in Microbiology 14 (3): 300–6. PMC 3126993. PMID 21546306. doi:10.1016/j.mib.2011.04.007. 
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 9,3 Walker CB, de la Torre JR, Klotz MG, Urakawa H, Pinel N, Arp DJ, Brochier-Armanet C, Chain PS, Chan PP, Gollabgir A, Hemp J, Hügler M, Karr EA, Könneke M, Shin M, Lawton TJ, Lowe T, Martens-Habbena W, Sayavedra-Soto LA, Lang D, Sievert SM, Rosenzweig AC, Manning G, Stahl DA (maio de 2010). "Nitrosopumilus maritimus genome reveals unique mechanisms for nitrification and autotrophy in globally distributed marine crenarchaea". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107 (19): 8818–23. Bibcode:2010PNAS..107.8818W. PMC 2889351. PMID 20421470. doi:10.1073/pnas.0913533107. 
  10. ↑ Schouten S, Hopmans EC, Schefuß E, Damste JS (2002). "Distributional variations in marine crenarchaeotal membrane lipids: a new tool for reconstructing ancient sea water temperatures?". Earth and Planetary Science Letters 204 (1–2): 265–274. Bibcode:2002E&PSL.204..265S. doi:10.1016/S0012-821X(02)00979-2. 
  11. ↑ "The LTP". Consultado o 10 de maio de 2023. 
  12. ↑ "LTP_all tree in newick format". Consultado o 10 de maio de 2023. 
  13. ↑ "LTP_06_2022 Release Notes" (PDF). Consultado o 10 de maio de 2023. 
  14. ↑ "GTDB release 08-RS214". Genome Taxonomy Database. Consultado o 10 de maio de 2023. 
  15. ↑ "ar53_r214.sp_label". Genome Taxonomy Database. Consultado o 10 de maio de 2023. 
  16. ↑ "Taxon History". Genome Taxonomy Database. Consultado o 10 de maio de 2023. 
  17. ↑ J.P. Euzéby. "Thaumarchaeota". List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Consultado o 2021-03-20. 
  18. ↑ Sayers; et al. "Thaumarchaeota". National Center for Biotechnology Information (NCBI) taxonomy database. Consultado o 2021-03-20. 
  19. ↑ Stieglmeier M, Klingl A, Alves RJ, Rittmann SK, Melcher M, Leisch N, et al. (agosto de 2014). "Nitrososphaera viennensis gen. nov., sp. nov., an aerobic and mesophilic, ammonia-oxidizing archaeon from soil and a member of the archaeal phylum Thaumarchaeota". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 64 (Pt 8): 2738–52. PMC 4129164. PMID 24907263. doi:10.1099/ijs.0.063172-0. 
  20. ↑ Muller F, Brissac T, Le Bris N, Felbeck H, Gros O (agosto de 2010). "First description of giant Archaea (Thaumarchaeota) associated with putative bacterial ectosymbionts in a sulfidic marine habitat.". Environmental Microbiology 12 (8): 2371–83. PMID 21966926. doi:10.1111/j.1462-2920.2010.02309.x. 
  21. ↑ Zhalnina KV, Dias R, Leonard MT, Dorr de Quadros P, Camargo FA, Drew JC, et al. (7 de xullo de 2014). "Genome sequence of Candidatus Nitrososphaera evergladensis from group I.1b enriched from Everglades soil reveals novel genomic features of the ammonia-oxidizing archaea". PLOS ONE 9 (7): e101648. Bibcode:2014PLoSO...9j1648Z. PMC 4084955. PMID 24999826. doi:10.1371/journal.pone.0101648. 
  22. ↑ Könneke M, Bernhard AE, de la Torre JR, Walker CB, Waterbury JB, Stahl DA (setembro de 2005). "Isolation of an autotrophic ammonia-oxidizing marine archaeon". Nature 437 (7058): 543–6. Bibcode:2005Natur.437..543K. PMID 16177789. doi:10.1038/nature03911. 
  23. ↑ Lehtovirta-Morley LE, Stoecker K, Vilcinskas A, Prosser JI, Nicol GW (setembro de 2011). "Cultivation of an obligate acidophilic ammonia oxidizer from a nitrifying acid soil". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108 (38): 15892–7. Bibcode:2011PNAS..10815892L. PMC 3179093. PMID 21896746. doi:10.1073/pnas.1107196108. 
  24. ↑ Lebedeva EV, Hatzenpichler R, Pelletier E, Schuster N, Hauzmayer S, Bulaev A, Grigor'eva NV, Galushko A, Schmid M, Palatinszky M, Le Paslier D, Daims H, Wagner M (2013). "Enrichment and genome sequence of the group I.1a ammonia-oxidizing Archaeon "Ca. Nitrosotenuis uzonensis" representing a clade globally distributed in thermal habitats". PLOS ONE 8 (11): e80835. Bibcode:2013PLoSO...880835L. PMC 3835317. PMID 24278328. doi:10.1371/journal.pone.0080835. 
  25. ↑ Li Y, Ding K, Wen X, Zhang B, Shen B, Yang Y (marzo de 2016). "A novel ammonia-oxidizing archaeon from wastewater treatment plant: Its enrichment, physiological and genomic characteristics". Scientific Reports 6: 23747. Bibcode:2016NatSR...623747L. PMC 4814877. PMID 27030530. doi:10.1038/srep23747. 
  26. ↑ Santoro AE, Dupont CL, Richter RA, Craig MT, Carini P, McIlvin MR, et al. (xaneiro de 2015). "Genomic and proteomic characterization of "Candidatus Nitrosopelagicus brevis": an ammonia-oxidizing archaeon from the open ocean". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 112 (4): 1173–8. Bibcode:2015PNAS..112.1173S. PMC 4313803. PMID 25587132. doi:10.1073/pnas.1416223112. 
  27. ↑ Blainey PC, Mosier AC, Potanina A, Francis CA, Quake SR (febreiro de 2011). "Genome of a low-salinity ammonia-oxidizing archaeon determined by single-cell and metagenomic analysis". PLOS ONE 6 (2): e16626. Bibcode:2011PLoSO...616626B. PMC 3043068. PMID 21364937. doi:10.1371/journal.pone.0016626. 
  28. ↑ Kim BK, Jung MY, Yu DS, Park SJ, Oh TK, Rhee SK, Kim JF (outubro de 2011). "Genome sequence of an ammonia-oxidizing soil archaeon, "Candidatus Nitrosoarchaeum koreensis" MY1". Journal of Bacteriology 193 (19): 5539–40. PMC 3187385. PMID 21914867. doi:10.1128/JB.05717-11. 
  29. ↑ Park SJ, Kim JG, Jung MY, Kim SJ, Cha IT, Kwon K, Lee JH, Rhee SK (decembro de 2012). "Draft genome sequence of an ammonia-oxidizing archaeon, "Candidatus Nitrosopumilus koreensis" AR1, from marine sediment". Journal of Bacteriology 194 (24): 6940–1. PMC 3510587. PMID 23209206. doi:10.1128/JB.01857-12. 
  30. ↑ Mosier AC, Allen EE, Kim M, Ferriera S, Francis CA (abril de 2012). "Genome sequence of "Candidatus Nitrosopumilus salaria" BD31, an ammonia-oxidizing archaeon from the San Francisco Bay estuary". Journal of Bacteriology 194 (8): 2121–2. PMC 3318490. PMID 22461555. doi:10.1128/JB.00013-12. 
  31. ↑ Bayer B, Vojvoda J, Offre P, Alves RJ, Elisabeth NH, Garcia JA, Volland JM, Srivastava A, Schleper C, Herndl GJ (maio de 2016). "Physiological and genomic characterization of two novel marine thaumarchaeal strains indicates niche differentiation". The ISME Journal 10 (5): 1051–63. PMC 4839502. PMID 26528837. doi:10.1038/ismej.2015.200. 
  32. ↑ 32,0 32,1 Brochier-Armanet C, Gribaldo S, Forterre P (febreiro de 2012). "Spotlight on the Thaumarchaeota". The ISME Journal 6 (2): 227–30. PMC 3260508. PMID 22071344. doi:10.1038/ismej.2011.145. 
  33. ↑ 33,0 33,1 Könneke M, Schubert DM, Brown PC, Hügler M, Standfest S, Schwander T, Schada von Borzyskowski L, Erb TJ, Stahl DA, Berg IA (xuño de 2014). "Ammonia-oxidizing archaea use the most energy-efficient aerobic pathway for CO2 fixation". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 111 (22): 8239–44. Bibcode:2014PNAS..111.8239K. PMC 4050595. PMID 24843170. doi:10.1073/pnas.1402028111. 
  34. ↑ 34,0 34,1 Qin, Wei; Amin, Shady A.; Martens-Habbena, Willm; Walker, Christopher B.; Urakawa, Hidetoshi; Devol, Allan H.; Ingalls, Anitra E.; Moffett, James W.; Armbrust, E. Virginia (2014). "Marine ammonia-oxidizing archaeal isolates display obligate mixotrophy and wide ecotypic variation". Proceedings of the National Academy of Sciences 111 (34): 12504–12509. Bibcode:2014PNAS..11112504Q. ISSN 0027-8424. PMC 4151751. PMID 25114236. doi:10.1073/PNAS.1324115111. 
  35. ↑ Mussmann M, Brito I, Pitcher A, Sinninghe Damsté JS, Hatzenpichler R, Richter A, Nielsen JL, Nielsen PH, Müller A, Daims H, Wagner M, Head IM (outubro de 2011). "Thaumarchaeotes abundant in refinery nitrifying sludges express amoA but are not obligate autotrophic ammonia oxidizers". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108 (40): 16771–6. Bibcode:2011PNAS..10816771M. PMC 3189051. PMID 21930919. doi:10.1073/pnas.1106427108. 
  36. ↑ Santoro, A. E.; Buchwald, C.; McIlvin, M. R.; Casciotti, K. L. (2011-09-02). "Isotopic Signature of N2O Produced by Marine Ammonia-Oxidizing Archaea". Science 333 (6047): 1282–1285. Bibcode:2011Sci...333.1282S. ISSN 0036-8075. PMID 21798895. doi:10.1126/science.1208239. 
  37. ↑ Doxey AC, Kurtz DA, Lynch MD, Sauder LA, Neufeld JD (febreiro de 2015). "Aquatic metagenomes implicate Thaumarchaeota in global cobalamin production". The ISME Journal 9 (2): 461–71. PMC 4303638. PMID 25126756. doi:10.1038/ismej.2014.142. 
  38. ↑ Muller F, Brissac T, Le Bris N, Felbeck H, Gros O (agosto de 2010). "First description of giant Archaea (Thaumarchaeota) associated with putative bacterial ectosymbionts in a sulfidic marine habitat". Environmental Microbiology 12 (8): 2371–83. PMID 21966926. doi:10.1111/j.1462-2920.2010.02309.x. 

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Bibliografía[editar | editar a fonte]

Traído desde «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Nitrososphaerota&oldid=6568661»