海洋堆積物における主たるアーキアは,デトリタルタンパク質を分解する
Karen G Lloyd1, Lars Schreiber, Dorthe G Petersen
1Center for Geomicrobiology, Department of Bioscience, Aarhus University, Aarhus 8000, Denmark. klloyd@utk.edu
海洋堆積物には,多種多様なクレーナルカイオタル群 (MCG) と海洋盆地群-D (MBG-D) を含む,豊富な培養されていないアルカイアが宿っている. これらのアーカイアにはユニークな酵素があり,海洋沈殿物のタンパク質再鉱化に重要な役割を果たしていることを示唆しています.
科学分野:
- 微生物学 微生物学とは
- マリン・バイオロジー マリン・バイオロジー
- ゲノミクスゲノミクスとは
背景:
- 古代生物は海の堆積物の中に豊富に存在するが,そのほとんどは培養されていないまま,生理学的および進化的理解を妨げている.
- 多様なクレナルカイオータル群 (MCG) と海洋 Benthic Group-D (MBG-D) は,海底環境における数値的に優位なアルカイアである.
- これらの培養されていない古生物の進化的配置と機能は,ほとんど不明である.
研究 の 目的:
- 海洋堆積物における豊富な非培養アーキアの系統遺伝的配置と潜在的な機能を調査する.
- 単細胞ゲノミクスを用いて,多種多様なクレナルカイオタル群 (MCG) と海洋盆地群-D (MBG-D) を特徴づける.
- 海洋堆積物生態系内の栄養循環におけるこれらの古生物の役割を調査する.
主な方法:
- 単細胞ゲノムシーケンシングは,MCGとMBG-Dの孤立した細胞で実施されました.
- 系統遺伝分析は,これらの古生物の進化的関係を決定するために使用されました.
- 酵素活性アッセイとバイオインフォマティクスを用いて,タンパク質の分解能力を評価した.
主要な成果:
- MCGとMBG-Dは,既知のフィラ (Thaumarchaeota, Aigarchaeota) とオーダー (Thermoplasmatales) に基礎となる新しい考古学的な系統を表しています.
- ゲノム解析により,配列化されたすべての細胞に細胞外タンパク質分解酵素 (gingipain, clostripainなど) の存在が明らかになった.
- これらのペプチダースは,海洋堆積物サンプルで豊富で活性であることが検出されました.
結論:
- 培養されていないMCGとMBG-Dのアーキアは,アーキアの生命の樹上でユニークな位置を占めています.
- これらのアーカイアには,環境中のタンパク質を分解するための機能的な酵素機構があります.
- 未発見の古生物は,無酸素海洋堆積物内のタンパク質再鉱化に重要な役割を果たしている可能性が高い.
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