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Micrarchaeota

Micrarchaeota ist ein 2013 vorgeschlagene Phylum (Stamm) von Archaeen. Bisher (Stand 2015) war es nicht möglich, Vertreter dieses Phylums zu kultivieren, Metagenomik-Analysen haben jedoch ergeben, dass es Unterschiede zu anderen Archaeen gibt.[3][4] Die Kandidaten­gattung Micrarchaeum wurde in sauren Umgebungen von Minen­ab­wässern in den USA identifiziert und wurde ursprünglich als ARMAN-2-Gruppe[5] genannt. Diese Organismen sind sehr klein: ihre Zellen sind nur 400–500 nm groß und auch ihr Genom besteht aus nur etwa 1000 Genen. Sie sind obligate Symbionten der Thermoplasmata, einer anderen Gruppe von Archaeen. Ein ähnlich großes Archaeon, das in denselben sauren Umgebungen gefunden wurde, ist Candidatus Parvarchaeum aus der Ordnung Parvarchaeales (ARMAN-4-Gruppe[5]), wie die Micrarchaeota Mitglied der DPANN-Klade.

Micrarchaeota

CARD-FISH: Ca. Mancarchaeum (magenta), Cuniculiplasma spp. (Thermoplasmatales, grün), f=d+e

Systematik
Klassifikation: Lebewesen
Domäne: Archaea
Überstamm: DPANN
ohne Rang: DPANN Cluster 1[1]
Stamm: Micrarchaeota
Wissenschaftlicher Name
Ca. Micrarchaeota
Baker & Dick 2013[2]

Seitdem gab es eine Reihe weiterer Vorschläge für Micrarchaeota-Mitgliedskandidaten aus der Metagenomik, unter anderem von Olga Golyshina et al. 2017 (Gattung Ca. Mancarchaeum),[5] von Vitaly Kadnikov et al. 2020 (Gattung Ca. Fermenti­micrarchaeum)[6] und von Xabier Vázquez-Campos et al. 2021.[7]

Genom-Karte von Ca. Manc­archaeum acidi­philum

Systematik

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Die hier angegebene Systematik folgt (wo nicht anders angegeben) der Genome Taxonomy Database (GTDB),[8] der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)[9] dem National Center for Biotechnology Information (NCBI) Taxonomy Browser[2] (Stand 31. März 2022):

Phylum: Candidatus Micrarchaeota Baker & Dick 2013[4] (früher ARMAN-2-Gruppe[5])

  • Klasse: Candidatus Micrarchaeia Vázquez-Campos et al. 2021[7]
    • Ordnung: Candidatus Anstonellales Vázquez-Campos et al. 2021
      • Familie: Candidatus Anstonellaceae Vázquez-Campos et al. 2021
        • Gattung: Candidatus Anstonella Vázquez-Campos et al. 2021
          • Spezies: Candidatus Anstonella stagnisolia Vázquez-Campos et al. 2021
      • Familie Candidatus Bilamarchaeaceae Vázquez-Campos et al. 2021
        • Gattung Candidatus Bilamarchaeum Vázquez-Campos et al. 2021
          • Spezies: Candidatus Bilamarchaeum dharawalense Vázquez-Campos et al. 2021
    • Ordnung: Candidatus Burarchaeales Vázquez-Campos et al. 2021
      • Familie Candidatus Burarchaeaceae Vázquez-Campos et al. 2021
        • Gattung Candidatus Burarchaeum
          • Spezies: Candidatus Burarchaeum australiense Vázquez-Campos et al. 2021
    • Ordnung: Candidatus Gugararchaeales Vázquez-Campos et al. 2021
      • Familie Candidatus Gugararchaeaceae Vázquez-Campos et al. 2021
        • Gattung Candidatus Gugararchaeum Vázquez-Campos et al. 2021
          • Spezies: Candidatus Gugararchaeum adminiculabundum Vázquez-Campos et al. 2021
 
EM-Aufnahmen von Ca. Scheffleri­plasma hospitalis (Wirt) und Ca. Micrarchaeum harzensis (Symbiont)
 
Cryo-ET-Aufnahmen von Ca. S. hospitalis und Ca. M. harzensis
  • Ordnung: Candidatus Micrarchaeales Vázquez-Campos et al. 2021
    • Familie: Candidatus Micrarchaeaceae Vázquez-Campos et al. 2021[10]
      • Gattung: Candidatus Mancarchaeum Golyshina et al. 2017[5][11][12][A. 1]
        • Spezies: Candidatus Mancarchaeum acidiphilum Golyshina et al. 2017[13], inkl. Ca. Micrarchaeota archaeon Mia14
          − Fundort: Saure Grubenentwässerung, Insel Anglesey, Wales
      • Gattung: Candidatus Micrarchaeum Baker et al. 2010[4]
        • Spezies: Candidatus Micrarchaeum acidiphilum Baker et al. 2010, mit Isolat ARMAN-2
        • Spezies: Candidatus Micrarchaeum harzense corrig. Winkler et al. 2021 (syn. Candidatus Micrarchaeum harzensis Winkler et al. 2021)[14] mit Stamm A_DKE[15][14][A. 2]
        • Spezies: Candidatus Micrarchaeum sp. ARMAN-1[A. 2]
        • Spezies: Candidatus Micrarchaeum sp. AZ1[16][A. 2]
  • Ordnung: Candidatus Norongarragalinales Vázquez-Campos et al. 2021
    • Familie Candidatus Norongarragalinaceae Vázquez-Campos et al. 2021
      • Gattung Candidatus Norongarragalina Vázquez-Campos et al. 2021
        • Spezies: Candidatus Norongarragalina meridionalis Vázquez-Campos et al. 2021
  • Ordnung: Candidatus Fermentimicrarchaeales Kadnikov et al. 2020[6] [DTNL01 [ord.] in der GTDB][17][A. 3]
    • Familie: Candidatus Fermentimicrarchaeaceae Kadnikov et al. 2020 [DTGH01 (in der GTDB)]
      • Gattung: Candidatus Fermentimicrarchaeum Kadnikov et al. 2020
        • Spezies: Candidatus Fermentimicrarchaeum limneticum Kadnikov et al. 2020[6]

Anmerkungen

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  1. ↑ Die Gattung Mancarchaeum ist in der LPSN der Familie Cuniculiplasmataceae (Thermoplasmatales) zugeordnet mit Referenz auf Golyshina et al (2017). Diese Autoren stellen diese Gattung klar in die Nahe der DPANN-Klade ARMAN-2 und nicht zu den Cuniculiplasmataceae, betonen jedoch den starken horizontalen Gentransfer (HGT) zwischen dem Referenzstamm Mancarchaeum acidiphilum Mia14 und dem assoziierten Cuniculiplasma divulgatum PM4. Die Phylogenie von Mia14 muss daher streng unterschieden werden von der einzelner Gene. Die hier wiedergegebene Systematik folgt daher der Taxonomie der GTDB (vereinbar mit der des NCBI, und nicht der LPSN).
  2. ↑ a b c Die GTDB stellt den Stamm A_DKE in eine eigene Gattung mit provisorischem Namen Micrarchaeum_A, nennt die Spezies Micrarchaeum_A acidiphilum_A, und ordnet dieser neben dem Referenzstamm A_DKE auch die Stämme ARMAN-1 und AZ1 zu. D. h. ARMAN-1-Gruppe = Micrarchaeum, ARMAN-2-Gruppe = Micrarchaeum_A.
  3. ↑ Die Klassenzuweisung erfolgt nach der GTDB.
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Einzelnachweise

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  1. ↑ Nina Dombrowski, Tom A. Williams, Jiarui Sun, Benjamin J. Woodcroft, Jun-Hoe Lee, Bui Quang Minh, Christian Rinke, Anja Spang: Undinarchaeota illuminate DPANN phylogeny and the impact of gene transfer on archaeal evolution. In: Nature Communications. Band 11, Nr. 1, 7. August 2020, S. 3939, doi:10.1038/s41467-020-17408-w, PMID 32770105.
  2. ↑ a b NCBI Taxonomy Browser: Candidatus Micrarchaeota, Details: Candidatus Micrarchaeota Baker and Dick 2013 (phylum); graphisch: Candidatus Micrarchaeota, Lifemap NCBI Version.
  3. ↑ Laura Eme, W. Ford Doolittle: Microbial Diversity: A Bonanza of Phyla. In: Current Biology, Band 25, Nr. 6, 16. März 2015, S. R227-R230; doi:10.1016/j.cub.2014.12.044.
  4. ↑ a b c Brett J. Baker, G. Dick: Omic Approaches in Microbial Ecology: Charting the Unknown. In: Microbe Magazine (Washington, D.C.), Band 8, Nr. 9, 1. September 2013; ResearchGate, doi:10.1128/MICROBE.8.353.1 (zurzeit nicht erreichbar).
  5. ↑ a b c d e Olga V. Golyshina, Stepan V. Toshchakov, Kira S. Makarova, Sergey N. Gavrilov, Aleksei A. Korzhenkov, Violetta La Cono, Erika Arcadi, Taras Y. Nechitaylo, Manuel Ferrer, Ilya V. Kublanov, Yuri I. Wolf, Michail M. Yakimov, Peter N. Golyshin: ‘ARMAN’ archaea depend on association with euryarchaeal host in culture and in situ. In: Nature Communications, Band 8, Nr. 60, 5. Juli 2017; doi:10.1038/s41467-017-00104-7, PMID 28680072, PMC 5498576 (freier Volltext).
  6. ↑ a b c Vitaly V. Kadnikov, Alexander S. Savvichev, Andrey V. Mardanov, Alexey V. Beletsky, Artem V. Chupakov, Natalia M. Kokryatskaya, Nikolay V. Pimenov, Nikolai V. Ravin: Metabolic Diversity and Evolutionary History of the Archaeal Phylum “Candidatus Micrarchaeota” Uncovered from a Freshwater Lake Metagenome. In: ASM Journals: Applied and Environmental Microbiology, Band 86, Nr. 23, 10. November 2020; doi:10.1128/AEM.02199-20.
  7. ↑ a b Xabier Vázquez-Campos, Andrew S. Kinsela, Mark W. Bligh, Timothy E. Payne, Marc R. Wilkins, T. David Waite: Genomic Insights Into the Archaea Inhabiting an Australian Radioactive Legacy Site. In: Front. Microbiol. Band 12, Nr. 732575, 18. Oktober 2021; doi:10.3389/fmicb.2021.732575, PMC 8561730 (freier Volltext), PMID 34737728.
  8. ↑ GTDB: p__Micrarchaeota (phylum)
  9. ↑ LPSN: Phylum "Candidatus Micrarchaeota".
  10. ↑ GTDB: Micrarchaeaceae. Dies schließt die Gattung Mancarchaeum mit ein.
  11. ↑ NCBI Taxonomy Browser: Candidatus Mancarchaeum, Details: "Candidatus Mancarchaeum" Golyshina et al. 2017 (genus). Die Gattung Mancarchaeum ist hier incertae sedis innerhalb der DPANN-Gruppe.
  12. ↑ LPSN: "Candidatus Mancarchaeum" Golyshina et al. 2017 (genus). Die Gattung Mancarchaeum ist hier der Familie Cuniculiplasmataceae Golyshina et al. 2016 (Thermoplasmatales)
  13. ↑ Joshua N. Hamm, Susanne Erdmann, Emiley A. Eloe-Fadrosh, Allegra Angeloni, Ling Zhong, Christopher Brownlee, Timothy J. Williams, Kirston Barton, Shaun Carswell, Martin A. Smith, Sarah Brazendale, Alyce M. Hancock, Michelle A. Allen, Mark J. Raftery: Unexpected host dependency of Antarctic Nanohaloarchaeota. In: PNAS, Band 116, Nr. 29, Juni/Juli 2019, S. 14661–14670; doi:10.1073/pnas.1905179116, PMID 31253704.
  14. ↑ a b Susanne Krause, Sabrina Gfrerer, Andriko von Kügelgen, Carsten Reuse, Nina Dombrowski, Laura Villanueva, Boyke Bunk, Cathrin Spröer, Thomas R. Neu, Ute Kuhlicke, Kerstin Schmidt-Hohagen, Karsten Hiller, Tanmay A. M. Bharat, Reinhard Rachel, Anja Spang, Johannes Gescher: The importance of biofilm formation for cultivation of a Micrarchaeon and its interactions with its Thermoplasmatales host. In: Nature Communications, Band 13, Nr. 1735, 1. April 2022; doi:10.1038/s41467-022-29263-y, PMID 35365607, PMC 8975820 (freier Volltext).
  15. ↑ Susanne Krause, Andreas Bremges, Philipp C. Münch, Alice C. McHardy, Johannes Gescher: Characterisation of a stable laboratory co-culture of acidophilic nanoorganisms. In: Nature: Scientific reports, Band 7. Nr. 1, 12. Juni 2017, S. 3289; doi:10.1038/s41598-017-03315-6, PMID 28607432, PMC 5468238 (freier Volltext).
  16. ↑ GTDB: GCA_001896515.1 Micrarchaeum_A acidiphilum_A (Unfiltered NCBI Taxonomy: Candidatus Micrarchaeum sp. AZ1).
  17. ↑ GTDB: DTNL01 [order].
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