Kandidátské záření phyla - Candidate phyla radiation

Kandidátské záření phyla
Ultra-malé bakterie.png
Zastoupení bakterie tohoto kmene.
Vědecká klasifikace E
Doména:Bakterie
(bez hodnocení):Bakterie kandidáta phyla
Infrakingdom:Kandidátské záření phyla

Kandidátské záření phyla (označovaný také jako CPR skupina) je velký evoluční záření bakteriální kandidát phyla a superfyla, jejíž členové jsou z velké části neobdělatelní a jsou znám pouze z metagenomika. Jsou známí jako nanobakterie nebo ultramalé bakterie vzhledem k jejich menší velikosti (nanometrické) ve srovnání s jinými bakteriemi. Předpokládá se, že představuje více než 15% veškeré bakteriální rozmanitosti a může se skládat z více než 70 různých kmenů.[1] Obecně jsou charakterizovány jako malé genomy a chybí několik biosyntetických drah a ribozomální bílkoviny. To vedlo ke spekulacím, že jsou pravděpodobné povinné symbionty. Členská phyla tvoří obrovskou KPR monofyletický clade, na úrovni kolem infrakingdom.[2][3]

Dřívější práce navrhovaly, aby mnoho kmenů ve skupině CPR tvořilo nadkmen zvaný Patescibacteria.[4] Nicméně, protože mnoho z „phyla“ je nyní považováno za superphyla, hodnost již není vhodná.[5]

Vlastnosti

I když existuje několik výjimek, členům kandidátní fylové radiace obecně chybí několik biosyntetických drah pro několik aminokyselin a nukleotidů. Dosud neexistují žádné genomické důkazy, které by naznačovaly, že jsou schopné produkovat lipidy nezbytné pro tvorbu buněčného obalu.[3] Navíc mají tendenci postrádat úplnost TCA cykly a komplexy řetězce transportu elektronů, včetně ATP syntázy. Tento nedostatek několika důležitých cest nalezených u většiny volně žijících prokaryot naznačuje, že kandidátské záření fyly se skládá z obligátních fermentačních symbiontů.[6]

Členové CPR mají navíc jedinečné ribozomální rysy. I když jsou členové KPR obecně nekultivovatelní, a proto jim chybí metody závislé na kultuře, často jim chybí také studie nezávislé na kultuře, které se opírají o 16S rRNA sekvence. Zdá se, že jejich geny rRNA kódují proteiny a mají samospojovací introny, rysy, které se u bakterií vyskytují zřídka, i když již byly dříve popsány.[7] Díky těmto intronům nejsou členové CPR detekováni metodami závislými na 16S. Všichni členové CPR navíc chybí Ribosomální protein L30, rys, který je často vidět v symbiontech.[6]

Fylogeneze

Strom života 2016 založený na ribozomálních proteinech.[2]

Kandidátské záření phyla je první clade, který se odděluje od bakterií podle fylogenetických analýz založených na ribozomálních proteinech, 16S rRNA a přítomnosti proteinové rodiny. Nějaký[který? ] Analýzy dokonce zjistily, že mohou být parafyletické. Tyto fylogenetické analýzy zjistily následující fylogenezi mezi fyly a superfyly. Superfyly jsou zobrazeny tučně.[3][2]

Bakterie
 

Ostatní bakterie

 
CPR
 

 Wirthbacteria

 
 
 
 

 Dojkabakterie

 
 
 

 Katanobakterie

 
 

 Microgenomates

 
 
 
 
 
 

 Berkelbacteria

 
 

 Saccharibacteria

 
 
 
 
 

 Peregrinibakterie

 
 
 

 Absconditabacteria

 
 

 Gracilibacteria

 
 
 
 

 Parcubacteria

 
 
 
 
 
 

Alternativně bylo navrženo, aby skupina CPR mohla patřit Terrabakterie má užší vztah k Chloroflexi. Alternativní umístění CPR ve fylogenetickém stromu je následující.[8]

Bakterie  
 

Gracilicutes

 
Terrabakterie
 

DST

 
 
 

Sinice / Melainabacteria

 
 
 
 

Firmicutes (zahrnuje Tenericutes )

 
 

Aktinobakterie

 
 
 
 
 

Armatimonadetes

 
 

Eremiobacteraeota

 
 
 
 

CPR

 
 
 

Dormibacteraeota

 
 

Chloroflexi

 
 
 
 
 
 
 
 

Prozatímní taxonomie

Protože mnoho členů CPR je neobdělávatelných, nemohou být formálně vloženi do bakteriální taxonomie, ale řada prozatímních, nebo Candidatus, jména byla obecně dohodnuta.[4] Od roku 2017 dva superfyla jsou obecně uznávány pod CPR, Parcubacteria a Microgenomates.[1] Phyla pod CPR zahrnuje:

Tento seznam je neúplný; můžete pomoci přidání chybějících položek s spolehlivé zdroje.

Současná fylogeneze je založena na ribozomální proteiny (Hug et al., 2016).[2] Další přístupy, včetně rodina bílkovin existence a 16S ribozomální RNA, produkují podobné výsledky při nižším rozlišení.[9][1]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Danczak RE, Johnston MD, Kenah C, Slattery M, Wrighton KC, Wilkins MJ (září 2017). „Členové kandidátního záření phyla jsou funkčně odlišeni schopnostmi cyklování uhlíkem a dusíkem“. Mikrobiom. 5 (1): 112. doi:10.1186 / s40168-017-0331-1. PMC  5581439. PMID  28865481.
  2. ^ A b C d Hug LA, Baker BJ, Anantharaman K, Brown CT, Probst AJ, Castelle CJ a kol. (Duben 2016). „Nový pohled na strom života“. Přírodní mikrobiologie. 1 (5): 16048. doi:10,1038 / nmicrobiol.2016,48. PMID  27572647.
  3. ^ A b C Castelle CJ, Banfield JF (březen 2018). „Hlavní nové mikrobiální skupiny rozšiřují rozmanitost a mění naše chápání stromu života“. Buňka. 172 (6): 1181–1197. doi:10.1016 / j.cell.2018.02.016. PMID  29522741.
  4. ^ A b Kluziště C; et al. (2013). „Pohledy na fylogenetický a kódovací potenciál mikrobiální temné hmoty“. Příroda. 499 (7459): 431–7. Bibcode:2013Natur.499..431R. doi:10.1038 / příroda12352. PMID  23851394.
  5. ^ Lambrechts, Sam; Willems, Anne; Tahon, Guillaume (15. února 2019). „Odhalení neobdělávané většiny v antarktických půdách: směrem k synergickému přístupu“. Hranice v mikrobiologii. 10: 242. doi:10.3389 / fmicb.2019.00242. PMC  6385771. PMID  30828325.
  6. ^ A b Brown CT, Hug LA, Thomas BC, Sharon I, Castelle CJ, Singh A a kol. (Červenec 2015). "Neobvyklá biologie ve skupině zahrnující více než 15% doménových bakterií". Příroda. 523 (7559): 208–11. Bibcode:2015 Natur.523..208B. doi:10.1038 / příroda14486. OSTI  1512215. PMID  26083755. S2CID  4397558.
  7. ^ Belfort M, Reaban ME, Coetzee T, Dalgaard JZ (červenec 1995). "Prokaryotické introny a inteiny: soubor forem a funkcí". Journal of Bacteriology. 177 (14): 3897–903. doi:10.1128 / jb.177.14.3897-3903.1995. PMC  177115. PMID  7608058.
  8. ^ Coleman, Gareth A .; Davín, Adrián A .; Mahendrarajah, Tara; Spang, Anja; Hugenholtz, Philip; Szöllősi, Gergely J .; Williams, Tom A. (15. července 2020). "Zakořeněná fylogeneze řeší časnou bakteriální evoluci". předtisk biorXiv. bioRxiv  10.1101/2020.07.15.205187.
  9. ^ Méheust, Raphaël; Burstein, David; Castelle, Cindy J .; Banfield, Jillian F. (13. září 2019). „Rozdíl mezi bakteriemi CPR a jinými bakteriemi na základě obsahu rodiny proteinů“. Příroda komunikace. 10 (1): 4173. Bibcode:2019NatCo..10,4173 mil. doi:10.1038 / s41467-019-12171-z. PMC  6744442. PMID  31519891.

externí odkazy