Undinarchaeota

Undinarchaeota (bzw. Candidatus Undinarchaeota, früher auch UAP2 genannt) ist ein 2020 aufgrund von Meta­genomik-Analysen vorgeschlagener Kandidatenstamm (Phylum) von Archaeen der vorgeschlagenen DPANN-Grup­pe.^{[4][1][5][3][2]} Nach den vorliegenden Daten sind die Mitglieder möglicherweise in der Lage, durch Gärung (Fermentation) Energie zu gewinnen.^[3] Wegen ihres sehr kleinen Genoms wird jedoch vermutet, dass sie wahrscheinlich auf den Erwerb von für ihren Stoffwechsel benötigten Substanzen (Aminosäuren, Vitamine) auf Partner­organismen (bzw. Wirte) angewiesen sind (siehe Symbiose).^[3][6] Die Analysen deuten zudem darauf hin, dass die Mitglieder der DPANN-Gruppe wichtige Gene mit ihren Wirts­organismen ausgetauscht haben, was eine Platzierung im Stammbaum der Archaeen erschwert. Die phylo­genetischen Analysen zeigten, dass die Undin­archaeota eine unabhängige Abstammungs­linie zwischen zwei stark unter­stützten DPANN-Kladen (Cluster 1 und 2) bilden.^[3][6] Der GC-Gehalt der unter­suchten Genome reichte von 37,7 bis 43,0 %.^[3]

Habitat[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Unter den Undinarchaeota gibt es marine und Süßwasser-Mitglieder. Insgesamt sind die Undinarchaeota weltweit verbreitet (kosmopolitisch), zumindest die marinen Arten. Vier der zusammengestellten MAGs (d. h. Kandidatenstämme) wurden in Rifle, Colorado, aus Proben eines Grundwasserleiters in der Nähe des Colorado River gewonnen, während die anderen MAGs aus Meereswasserproben vom Atlantik, dem Indischen Ozean sowie vom Mittelmeer stammen. Diese Proben wurden aus verschiedenen Tiefen der Wassersäule (85-5.000 m) gewonnen, wobei die Sauerstoffbedingungen von anoxisch bis oxisch und die Temperaturen an den Entnahmestellen der Proben von 18 bis 106 °C reichten.^[3]

Etymologie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

UAP2 ist ein Akronym für Uncultured Archaeal Phylum 2.^[7]

Das Präfix des Namens Undinarchaeota und der Gattungsbezeichnung Ca. Undinarchaeum verweist auf die Nymphe (bzw. den weiblichen Wassergeist) Undine (Mythologie) (von lateinisch unda ‚Wasser‘, ‚Welle‘).^[3] Das Art-Epitheton marinum bedeutet ‚vom Meer‘, da es sich bei Ca. Undinarchaeum marinum um eine marine Kandidatenspezies handelt.^[3]

Das Präfix des Gattungsnamens Ca. Naiadarchaeum verweist auf Najas (Naias, -adis) bzw. die Najaden, eine oder mehrere Wassernymphen der Quellen und Bäche, ursprünglich aus der griechischen Mythologie. Der Name zeigt also eine Archaeengattung des Süßwassers an. Das Art-Epitheton limnaeum leitet sich ab von altgriechisch λιμναίος limnaios, deutsch ‚Sumpf‘, ‚See‘ und zeigt ebenfalls an, dass Ca. Naiadarchaeum limnaeum im Süßwasser lebt.^[3]

Systematik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Äußere Systematik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die ersten phylogenetischen Analysen verorteten das Phylum Undinarchaeota (damals als UAP2 bezeichnet) in ungewurzelten Bäumen als Schwesterklade zu allen anderen DPANN-Archaeen. Die genaueren Analysen 2020 zeigten aber, dass die Undinarchaeota zwischen zwei großen DPANN-Kladen, Cluster 1 und 2 genannt, abzweigen.^[3]

Innere Systematik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die her angegebene Systematik mit Stand 22. April 2022 hat als Quellen:

• D – Bombrowski et al. (2020)^[3]
• G – Genome Taxonomy DataBase (GTDB)^[4]
• L – List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)^[2]
• N – National Center for Biotechnology Information (NCBI) Taxonomy Browser^[1]
• U – UniProt^[5][8]

Das Phylum Candidatus Undinarchaeia besteht monotypisch nur aus der Klasse (Biologie) Candidatus Undinarchaeia. Innerhalb dieser werden meist (mit Ausnahme GTDB) zwei Ordnungen unterschieden.

Phylum Candidatus Undinarchaeota Dombrowski et al. 2020 (G,L,N), ehemals UAP2 (Uncultured Archaeal Phylum 2) / MHVG (Marine Hydrothermal Vent Group)^[3][9][7][6]

• Klasse Candidatus Undinarchaeia Dombrowski et al. 2020 (G,L,N,U)
  • Ordnung Candidatus Naiadarchaeales Dombrowski et al. 2020 (N,U)
    • Familie Candidatus Naiadarchaeaceae Dombrowski et al. 2020 (G,N,U)
      • Gattung Candidatus Naiadarchaeum Dombrowski et al. 2020 (G,N,U)
        • Spezies Candidatus Naiadarchaeum limnaeum Dombrowski et al. 2020 (G,N,U), inkl. archaeon MAG_bin1129 (N)^{[A 1]}
    • ohne Gattungs- und Familienzuweisung

      • Spezies Candidatus Naiadarchaeales archaeon SRR2090153.bin1042 (N,U)^{[A 1]} – nach GTDB zu CA. Naiadarchaeum limnaeum
      • Spezies Candidatus Naiadarchaeales archaeon SRR2090153.bin461 (N,U)^{[A 1]}
      • Spezies Candidatus Naiadarchaeales archaeon SRR2090159.bin1288 (N,U)^{[A 1]}

  • Ordnung Candidatus Undinarchaeales Dombrowski et al. 2020 (G,L,N,U)
    • Familie Candidatus Undinarchaeaceae Dombrowski et al. 2020 (G,L,N,U)
      • Gattung Candidatus Undinarchaeum Dombrowski et al. 2020 (G,L,N,U)
        • Spezies Candidatus Undinarchaeum marinum Dombrowski et al. 2020 (G,L,N,U), inkl. archaeon MAG_bin17 (G,L,N)^{[A 2]}
        • Spezies Candidatus Undinarchaeales archaeon SRR5007147.bin71 (N,U) alias Undinarchaeum sp014189675 (G) mit Stamm MAG_bin71^{[A 3]} – nach NCBI ohne Gattungs- oder Familienzuordnung GTDB zur Gattung Ca. Undinarchaeum
        • Spezies Candidatus Undinarchaeales archaeon ERR594346 U_76725 (N,U) alias Undinarchaeum sp002687935 (G) mit Stamm MAG_U_76725^{[A 4]} neben UBA140,^{[A 5]} UBA490^{[A 5]} und Referenzstamm ARS1358^{[A 5]} (G) – nach NCBI ohne Gattungs- oder Familienzuordnung GTDB zur Gattung Ca. Undinarchaeum
    • Familie „f__UBA543“ (G) (in GTDB-Nomenklatur, nach LPSN-Schreibweise wäre das UB543 [family])
      • Gattung „g__UBA543“ (G) (nach anderer Schreibweise wäre das UB543 [genus])
        • Spezies archaeon UBA543 (N)^[8] alias UBA543 sp002502135 (G)^{[A 4]} – nach NCBI ohne Zuordnung zum Phylum (incertae sedis)

Anmerkungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

1. ↑ ^{a b c d} Rifle Aquifer, östl. des Rifle Creek (aka Pioneer Ditch), Colorado.
2. ↑ Atlantischer Ozean, u. a. Mid-Cayman Rise westl. von Kuba, vgl. Hydrothermal Exploration of the Mid-Cayman Rise, Schmidt Ocean Institute.
3. ↑ Mittelmeer, Küste von Alicante, Oktober 2015
4. ↑ ^{a b} Indischer Ozean, mesopelagische Zone
5. ↑ ^{a b c} Im NW des Arabischen Meeres

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

1. ↑ ^{a b c} NCBI: Candidatus Undinarchaeota, Details: Candidatus Undinarchaeota Dombrowski et al. 2020 (phylum).
2. ↑ ^{a b c} LPSN: "Candidatus Undinarchaeota" Dombrowski et al. 2020
3. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m} 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 (englisch, nature.com).  Siehe insbes. Supplement 2 (Excel).
4. ↑ ^{a b} GTDB Database: Undinarchaeota
5. ↑ ^{a b} Uniprot: Candidatus Undinarchaeota (PHYLUM)
6. ↑ ^{a b c} Previously undescribed lineage of Archaea illuminates microbial evolution:
   • Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ), 10. August 2020
   • phys.org, 10. August 2020
   • ScienceDaily, 10. August 2020
   • EurekAlert!, 10. August 2020
7. ↑ ^{a b} Taxonomicon: Taxon: Candidate phylum "Uncultured Archaeal Phylum 2 (UAP2/MHVG)"
8. ↑ ^{a b} NCBI: archaeon UBA543 (species).
9. ↑ Donovan H. Parks, Christian Rinke, Maria Chuvochina, Pierre-Alain Chaumeil, Ben J. Woodcroft, Paul N. Evans, Philip Hugenholtz, Gene W. Tyson: Recovery of nearly 8,000 metagenome-assembled genomes substantially expands the tree of life, in: Nature Microbiology, Band 2, S. 1533–1542, 11. September 2017, doi:10.1038/s41564-017-0012-7, mit Korrektur vom 12. Dezember 2017, doi:10.1038/s41564-017-0083-5