タウムアーキオータ

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タウムアーキオータ
Axinella polypoides by Line1.jpg
海綿の1種(アキシネラ)内部に多数のCenaruchaeumを共生させている
分類
ドメイン : 古細菌 Archaea
: 未定義(クレン古細菌界 Crenarchaeota?)
: タウムアーキオータ門
Thaumarchaeota
学名
“Thaumarchaeota”
Brochier-Armanet et. al. 2008
下位分類(綱)

タウムアーキオータ門タウム古細菌、タウマルカエオタ門、Thaumarchaeota、Thaumarchaea/タウムアーキア)は2008年に新しく提案された古細菌である[1]。古細菌ではあるが極限環境微生物としての性格は薄く、16S rRNAクローンによる分布は海洋、土壌が中心である。2014年8月現在、Nitrososphaera viennensis1種のみが記載されている。

門名はギリシア語のΘαύμας(不思議な / ラテン語形:thaumas, タウマース)に由来する。しばらくは論文での使用数も限られていたが、2010年ごろから使用例が増加している。系統的にはエウリ古細菌よりもクレン古細菌に近縁とされており、以前はクレン古細菌に含められていた。

また、クレン古細菌に近いことからエオサイト説に基づく研究もされている。真核生物がこの系統から派生したという仮説があり[2][3]、タウム古細菌や、近縁なCaldiarchaeum subterraneum("Aigarchaeota門"またはタウム古細菌に含む)などからはユビキチンやチューブリン[4]などの報告がある。

詳細[編集]

正式に記載されている種は2014年に記載されたNitrososphaera viennensisのみである。他に培養株としては、"Nitrosopumilus maritimus"[5]が知られている。1996年に海綿から"Candidatus Cenarchaeum symbiosum"が発見され、海洋性クレンアーキオータと呼ばれたのが最初である。後にNitrosopumilus maritimusの純粋培養や全ゲノムの解読に成功し、新たに新門が提唱された。

分布は海洋土壌温泉が中心、特に深海では全原核生物の数十%を占めると考えられる[6]。他の古細菌グループと比較した場合、かなり温和な環境に分布することが特徴であり、深海に生息するものを除けば極限環境微生物としての性格は薄い。窒素炭素循環を始めとした地球上の物質循環に重要な役割を果たしている可能性もある。

報告されたタウム古細菌の多くは亜硝酸菌であり、アンモニアモノオキシゲナーゼのクローン解析からは、タウム古細菌がアンモニアの酸化で中心的な働きを担うことが示唆されている(プロテオバクテリア等の細菌類の活動を数桁上回る)[7][8]

亜硝酸菌以外の報告は少なく、硫黄酸化γプロテオバクテリアと共生するCa. Giganthauma karukerenseなど限られる。この種は発見された古細菌の中では桁違いに大きく、短直径で10μmを越え、さらにそれらが集合したフィラメントは30mmにも及び、この表面をγプロテオバクテリアがびっしりと覆っている[9]

他の古細菌との違い[編集]

よく調べられている他の古細菌2門と比較した場合、クレン古細菌寄りの特徴を持っている。調べられた限りではクレンアーキオールを持ち、またクレン古細菌及び真核生物に特有と考えられた5つのr-タンパク(ユウリ古細菌や真正細菌は持たない)やCdvタンパク質の遺伝子[10](クレン古細菌と真核生物に特有。前者は細胞分裂に使用)を所持している。16S rRNA系統解析でもクレン古細菌に近接する傾向がある。

クレン古細菌と異なる点としては、ヒストンホモログ[11](エウリ古細菌及び真核生物が所持。クレン古細菌は持たない種の方が多い)、DファミリーDNA複製酵素(エウリ古細菌はBとDを使用。クレン古細菌及び真核生物は主にBを使用)、タイプIBトポイソメラーゼ[12](真核生物及び真正細菌が所持。古細菌2門は欠損)、FtsZ[10](ユウリ古細菌及び真正細菌が細胞分裂に使用。クレン古細菌はCdvを使用するため欠損)などがある。至適生育温度もクレン古細菌が普通70~110℃なのに対し、タウム古細菌は10~50℃程度とかなり低くなっている。

脚注[編集]

  1. ^ Brochier-Armanet, C., Boussau, B., Gribaldo, S., Forterre, P. (March 2008). “Mesophilic Crenarchaeota: proposal for a third archaeal phylum, the Thaumarchaeota”. Nat. Rev. Microbiol. 6 (3): 245–52. doi:10.1038/nrmicro1852. PMID 18274537. 
  2. ^ Kelly S, Wickstead B, Gull K. (2011). “Archaeal phylogenomics provides evidence in support of a methanogenic origin of the Archaea and a thaumarchaeal origin for the eukaryotes.”. Proc Biol Sci. 278 (1708): 1009-18. doi:10.1098/rspb.2010.1427. 
  3. ^ Lionel Guy, Thijs J.G. Ettema (2011). “The archaeal ‘TACK’ superphylum and the origin of eukaryotes”. Trends in Microbiology 19 (12): 580-587. doi:10.1016/j.tim.2011.09.002. 
  4. ^ Yutin, N. & Koonin, E. V. 2012 Archaeal origin of tubulin. Biol. Direct. 7, 10. (doi:10.1186/1745-6150-7-10)
  5. ^ Konneke, M., Bernhard, A. E., de la Torre, J. R., Walker, C. B., Waterbury, J. B., Stahl, D. A. (2005). “Isolation of an autotrophic ammonia-oxidizing marine archaeon”. Nature 437: 543–546. doi:10.1038/nature03911. PMID 16177789. 
  6. ^ Karner, M. B., DeLong, E. F., Karl, D. M. (2001). “Archaeal dominance in the mesopelagic zone of the Pacific Ocean”. Nature 409 (6819): 507–10. doi:10.1038/35054051. PMID 11206545. 
  7. ^ Leininger, S., Urich, T., Schloter, M., Schwark, L., Qi, J., Nicol, G. W., Prosser, J. I., Schuster, S. C., Schleper, C. (2006). “Archaea predominate among ammonia-oxidizing prokaryotes in soils”. Nature 442 (7104): 806–9. doi:10.1038/nature04983. PMID 16915287. 
  8. ^ Wuchter, C., Abbas, B., Coolen, M. J., Herfort, L., van Bleijswijk, J., Timmers, P., Strous, M., Teira, E., Herndl, G. J., Middelburg, J. J., Schouten, S., Sinninghe Damsté, J. S. (2006). “Archaeal nitrification in the ocean”. Proc Natl Acad Sci U S A 103 (33): 12317–22. doi:10.1073/pnas.0600756103. PMID 16894176. 
  9. ^ F Muller, T Brissac, N Le Bris, H Felbeck, O Gros (2010). “First description of giant Archaea (Thaumarchaeota) associated with putative bacterial ectosymbionts in a sulfidic marine habitat”. Environmental Microbiology 12 (8): 2371–2383. doi:10.1111/j.1462-2920.2010.02309.x. 
  10. ^ a b Lindås, A.C., Karlsson, E.A., Lindgren, M.T., Ettema, T.J., Bernander, R. (2008). “A unique cell division machinery in the Archaea”. Proc Natl Acad Sci U S A 105 (45): 18942-6. doi:10.1073/pnas.0809467105. PMID 18987308. Cann, I.K. (2008). “Cell sorting protein homologs reveal an unusual diversity in archaeal cell division”. Proc Natl Acad Sci U S A 105 (45): 18653-4. doi:10.1073/pnas.0810505106. PMID 19033202. 
  11. ^ Cubonova, L., Sandman, K., Hallam, S. J., Delong, E. F., Reeve, J. N. (2005). “Histones in crenarchaea”. Journal of Bacteriology 187 (15): 5482–5485. doi:10.1128/JB.187.15.5482-5485.2005. PMID 16030242. 
  12. ^ Brochier-Armanet, C., Gribaldo, S., Forterre, P. (2008). “A DNA topoisomerase IB in Thaumarchaeota testifies for the presence of this enzyme in the last common ancestor of Archaea and Eucarya”. Biol. Direct 3: 54. doi:10.1186/1745-6150-3-54. PMID 19105819.