Proteoarchaeota

Proteoarchaea

Sulfolobus tengchongensis,
Thermoprotei (früher „Ca. Crenarchaeota“), infiziert mit dem
„Sulfolobus-Virus STSV1“.
Maßstab = 1 μm.

Systematik
Klassifikation: Lebewesen
Domäne: Archaeen (Archaea)
Supergruppe: Proteoarchaea
Wissenschaftlicher Name
„Ca. Proteoarchaeota“
Petitjean, Deschamps, López-García, Moreira, 2014

Candidatus Proteoarchaeota (auch Proteoarchaea)[1] ist eine vorgeschlagene Super­gruppe in der Domäne der Archaeen.

Systematik

Die phylogenetische Beziehung dieser Gruppe wird noch diskutiert (Stand 6. Juni 2025).[2][3][3][4][5][6]

  • Einen vorgeschlagenen Hauptzweig bildet das 2024 als offizielles Taxon eingerichtete Reich Thermoproteati, früher mit provisorischer Be­zeich­nung „TACK-Superphylum“ (benannt nach den ersten Buchstaben der ihr zugeordneten „Gründungsmitglieder“, damals Thaum-, Aig-, Cren- und Korarchaeota genannt) alias „Filarchaeota“.[7]
  • Einen weiteren vorgeschlagenen Hauptzweig bildet das Reich Pro­methe­archaeati der Asgard-Archaeen[8] (benannt nach Asgard, dem Reich der Götter in der nordischen Mythologie).

Die Systematik der Gruppe ist ungefähr wie folgt:

Supergruppe Proteoarchaea [„Proteoarchaeota“ Petitjean, Deschamps, López-García, Moreira 2014]

  • Reich Promethearchaeati Imachi et al. 2024 [früher Asgard-Archaeen]
    • Phylum Promethearchaeota Imachi et al. 2024
      • Klasse „Candidatus Asgardarchaeia“ Tamarit et al. 2024 (Asgard-Archaeen s. s.), mit
        Spezies „Ca. Asgardarchaeum abyssi“
      • Klasse „Candidatus Atabeyarchaeia“ Valentin-Alvarado et al. 2024
      • Klasse „Candidatus Baldrarchaeia“ Liu et al. 2021
      • Klasse „Candidatus Borrarchaeia“ Liu et al. 2021
      • Klasse „Candidatus Freyarchaeia“ Valentin-Alvarado et al. 2024
      • Klasse „CandidatusHeimdallarchaeia“ Rinke et al. 2021 [früher Uncultured Archaeal Phylum 3 (UAP3/AAG)]
      • Klasse „Candidatus Hermodarchaeia“ Liu et al. 2021
      • Klasse „Candidatus Jordarchaeia“ Sun et al. 2021 [Jordiarchaeia (GTDB)]
      • Klasse „Candidatus Njordarchaeia“ Xie et al. 2022
      • Klasse „Candidatus Odinarchaeia“ Tamarit et al. 2022 [bzw. „Ca. Odinarchaeia“ Vogel et al. 2021]
      • Klasse Promethearchaeia Imachi et al. 2024 [„Ca. Lokiarchaeia“ Spang et al. 2015;[2] c__Lokiarchaeia (GTDB)], mit
        Spezies „Ca. Lokiarchaeum ossiferum“, Promethearchaeum syntrophicum und den Helarchaeen[9]
      • Klasse „Candidatus Sifarchaeia“ Sun et al. 2021
      • Klasse „Candidatus Wukongarchaeia“ Liu et al. 2021
      • Klasse c__LC30 (früher in GTDB)[10]
      • Mitglieder ohne Klassenzuordnung
        • …
  • Reich Thermoproteati Guy & Ettema 2024 (früher „TACK-Superphylum“)
    • Phylum „Candidatus Augarchaeota“ corrig. Nunoura et al. 2011 [„Ca. Aigarchaeota“ Nunoura et al. 2011]
    • Phylum „Candidatus Nezhaarchaeota“ Wang et al. 2019[11][12][13]
    • Phylum Thermoproteota Garrity & Holt 2021 [bzw. „Thermoproteota“ Whitman et al. 2018, „Thermoproteaeota“ Oren et al. 2015]
      • Klasse „Ca. Bathyarchaeia“ McGonigle et al. 2019
      • Klasse „Ca. Korarchaeia“ Rinke et al. 2021
      • Klasse „Ca. Methanomethylicia“ corrig. Vanwonterghem et al. 2016 [inkl. früherer „Ca. Verstraetearchaeota“][11][12][13]
      • Klasse „Ca. Methanosuratincolia“ Wu et al. 2024
      • Klasse Nitrososphaeria Stieglmeier et al. 2014 [früher „Ca. Thaumarchaeota“ Brochier-Armanet et al. 2008[14]]
      • Klasse Thermoprotei Reysenbach 2002 [„Thermoproteia“ Oren et al. 2016, früher Crenarchaeota Cavalier-Smith 2002]
      • Mitglieder ohne Klassenzuordnung
        • …

Phylogenie

Unter den Proteoarchaea, finden sich die nächsten prokaryotischen Verwandten der Eukaryoten (Kernzeller). Hinweise darauf gab es schon vor Entdeckung der ersten Asgard-Archaeen aus dem bereits zuvor bekannten TACK-Superphylum (heute Reich Thermoproteati). Zunächst war noch unklar, ob die Eukaryoten eine Schwesterlinie zu den Asgard-Archaeen darstellen, oder mitten aus ihnen entspringen. Mit der Identifizierung immer weiterer Untergruppen der Asgard-Archaeen konnten aber unter diesen immer nähere Ver­wandt­schafts­kan­didaten identifiziert werde, so dass letzteres immer wahrscheinlicher wird. Zur Eukaryogenese waren im Wesentlichen zwei Schritte nötig: Die Bildung eines echten Zellkerns und die Aufnaheme von α-Proteobakterien als Proto-Mitochondrien. Als nächste Archaeen-Verwandten der Eukaryoten gelten (Stand 2023) die zu den Heimdallarchaeia zählenden Hodarcheales,[15] die Kandidaten für die Proto-Mitochondrien wurden früher in der α-Proteobakterien-Ordnung Rickettsiales gesucht, seit 2023 wird die zwischenzeitlich gefundene und mit den Rickettsiales weitläufig verwandte Ordnung Iodidimonadales favorisiert.

Die um die Eukaryoten ergänzte Klade der Asgard-Archaeen wird gelegentlich „Eukaryomorpha“ genannt, gleich ob die Eukaryoten neben oder innerhalb der Asgard-Archaeen entsprungen sind. Diese würden dann ihrerseits das Schwestertaxon zur „TACK-Gruppe“ bilden.[4][16] Zhang et al. (2025) sehen die Eukaryoten als Schwestergruppe der Heimdallarchaeen. Den letzten gemeinsamen Vorfahren der heutigen Asgard-Archaeen und Eukaryoten nennen sie „LAECA“ (Last Asgard archaea and Eukaryote Common Ancestor).[17]

Ignicoccus hospitalis, Cren­archaeota, mit angehefteten Nano­archaeum equitans
Nitrosopumilus maritimus (Thaum­archaeota) mit teils anhaftenden Virionen von Nitrosopumilus spindle-shaped virus 1 (Thaspiviridae).
REM-Aufnahmen von Prometheoarchaeum syntrophicum alias Lokiarchaeota sp. MK-D1 (Lokiarchaeota) mit langen verzweigte (g) und geraden (h) Membran­aus­stülpungen. Balken 1 μm.

Siehe auch

Wikispecies: Proteoarchaeota – Artenverzeichnis

Literatur

Einzelnachweise

  1. ↑ Jonathan Lombard: The multiple evolutionary origins of the eukaryotic N-glycosylation pathway. In: BMC: Biology Direct, Band 11, Nr. 36, August 2016; doi:10.1186/s13062-016-0137-2, ResearchGate:305894682 (englisch). Siehe insbes. Bayesian phylogeny of the Rft1 homologues. (Add. File 6, PDF 213 kb).
  2. ↑ a b Anja Spang, Jimmy H. Saw, Steffen L. Jørgensen, Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka, Joran Martijn, Anders E. Lind, Roel van Eijk, Christa Schleper, Lionel Guy, Thijs J. G. Ettema: Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes. In: Nature. 521. Jahrgang, Nr. 7551, 2015, S. 173–179, doi:10.1038/nature14447, PMID 25945739, PMC 4444528 (freier Volltext), bibcode:2015Natur.521..173S (englisch).
  3. ↑ a b Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka, Eva F. Caceres, Jimmy H. Saw, Disa Bäckström, Lina Juzokaite, Emmelien Vancaester, Kiley W. Seitz, Karthik Anantharaman, Piotr Starnawski, Kasper U. Kjeldsen, Matthew B. Stott, Takuro Nunoura, Jillian F. Banfield, Andreas Schramm, Brett J. Baker, Anja Spang, Thijs J. G. Ettema: Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity. In: Nature. 541. Jahrgang, Nr. 7637, 19. Januar 2017, S. 353–358, doi:10.1038/nature21031, PMID 28077874, bibcode:2017Natur.541..353Z (englisch).
  4. ↑ a b Gregory P. Fournier, Anthony M. Poole: A Briefly Argued Case That Asgard Archaea Are Part of the Eukaryote Tree. In: Frontiers in Microbiology. 9. Jahrgang, 15. August 2018, ISSN 1664-302X, doi:10.3389/fmicb.2018.01896, PMID 30158917, PMC 6104171 (freier Volltext) – (englisch).
  5. ↑ Matteo P. Ferla, J. Cameron Thrash, Stephen J. Giovannoni, Wayne M. Patrick: New rRNA gene-based phylogenies of the Alphaproteobacteria provide perspective on major groups, mitochondrial ancestry and phylogenetic instability. In: PLoS ONE. 8. Jahrgang, Nr. 12, 11. Dezember 2013, S. e83383, doi:10.1371/journal.pone.0083383, PMID 24349502, PMC 3859672 (freier Volltext), bibcode:2013PLoSO...883383F (englisch).
  6. ↑ Laura Eme, Anja Spang, Jonathan Lombard, Courtney W. Stairs, Thijs J. G. Ettema: Archaea and the origin of eukaryotes. In: Nature Reviews Microbiology. 15. Jahrgang, Nr. 12, 10. November 2017, ISSN 1740-1534, S. 711–723, doi:10.1038/nrmicro.2017.133, PMID 29123225 (englisch).
  7. ↑ Thomas Cavalier-Smith: The neomuran revolution and phagotrophic origin of eukaryotes and cilia in the light of intracellular coevolution and a revised tree of life. In: Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 6. Jahrgang, Nr. 9, 2014, S. a016006, doi:10.1101/cshperspect.a016006, PMID 25183828, PMC 4142966 (freier Volltext) – (englisch).
  8. ↑ Paul-Adrian Bulzu, Adrian-Stefan Andrei, Michaela M. Salcher, Maliheh Mehrshad, Keiichi Inoue, Hideki Kandori, Oded Beja, Rohit Ghai, Horia L. Banciu: Casting light on Asgardarchaeota metabolism in a sunlit microoxic niche. In: Nature Microbiology, Band 4, 1. April 2019, S. 1129–1137, doi:10.1038/s41564-019-0404-y (englisch).
  9. ↑ Kiley W. Seitz, Nina Dombrowski, Laura Eme, Anja Spang, Jonathan Lombard, Jessica R. Sieber, Andreas P. Teske, Thijs J. G. Ettema, Brett J. Baker: Asgard archaea capable of anaerobic hydrocarbon cycling. In: Nature Communications, Band 10, Nr. 1822, Dezember 2019; doi:10.1038/s41467-019-09364-x, ResearchGate:332581606 (englisch).
  10. ↑ Jiarui Sun, Paul N. Evans, Emma J. Gagen, Ben J. Woodcroft, Brian P. Hedlund, Tanja Woyke, Philip Hugenholtz: Recoding of stop codons expands the metabolic potential of two novel Asgardarchaeota lineages. In: Nature, ISME Commun. Band 1, Nr. 30, 28. Juni 2021; doi:10.1038/s43705-021-00032-0.
  11. ↑ a b Yinzhao Wang, Gunter Wegener, Jialin Hou, Fengping Wang, Xiang Xiao: Expanding anaerobic alkane metabolism in the domain of Archaea. In: Nature Microbiology, Band 4, 4. März 2019, S. 595–602; doi:10.1038/s41564-019-0364-2 (englisch).
  12. ↑ a b Fengping Wang: Behind the paper: Expanding anaerobic alkane metabolism in the domain of Archaea. In: Springer Nature Research Communities, 4. März 2019. Online, Memento im Webarchiv vom 19. April 2024 (englisch).
  13. ↑ a b Inka Vanwonterghem, Paul N. Evans, Donovan H. Parks, Paul D. Jensen, Ben J. Woodcroft, Philip Hugenholtz, Gene W. Tyson: Methylotrophic methanogenesis discovered in the archaeal phylum Verstraetearchaeota, in: Nat Microbiol.; 1:16170., vom 3. Oktober 2016, doi:10.1038/nmicrobiol.2016.170, PMID 27694807
  14. ↑ Céline Brochier-Armanet, Bastien Boussau, Simonetta Gribaldo, Patrick Forterre: Mesophilic crenarchaeota: Proposal for a third archaeal phylum, the Thaumarchaeota. In: Nature Reviews Microbiology. Band 6, Nr. 3, 2008, S. 245–252, doi:10.1038/nrmicro1852, PMID 18274537.
  15. ↑ Laura Eme, Daniel Tamarit, Eva F. Cáceres, Courtney W. Stairs, Valerie De Anda, Max E. Schön, Kiley W. Seitz, Nina Dombrowski, William H. Lewis, Felix Homa, Jimmy H. Saw, Jonathan Lombard, Takuro Nunoura, Wen-Jun Li, Zheng-Shuang Hua, Lin-Xing Chen, Jillian F. Banfield, Emily St. John, Anna-Louise Reysenbach, Matthew B. Stott, Andreas Schramm, Kasper U. Kjeldsen, Andreas P. Teske, Brett J. Baker, Thijs J. G. Ettema: Inference and reconstruction of the heimdallarchaeial ancestry of eukaryotes. In: Nature, Band 618, 14. Juni 2023, S. 992–999; doi:10.1038/s41586-023-06186-2 (englisch). Siehe insbes. Supplement 1 (xlsx).
  16. ↑ Nicholas P Robinson: Archaea, from obscurity to superhero microbes: 40 years of surprises and critical biological insights. Auf: Emerging Topics in Life ciences, Band 2, Nr. 4, Dezember 2018, S. 453–458; doi:10.1042/ETLS20180022, ResearchGate:329661861 (englisch). Siehe insbes. Fig. 1.
  17. ↑ Jiawei Zhang, Xiaoyuan Feng, Meng Li, Yang Liu, Min Liu, Li-Jun Hou, Hong-Po Dong: Deep origin of eukaryotes outside Heimdallarchaeia within Asgardarchaeota. In: Nature, Print-ISSN 0028-0836; doi:10.1038/s41586-025-08955-7, PMID 40335687, Online-ISSN 1476-4687, Epub 7. Mai 2025 (englisch). Siehe insbes. Fig. 3und Ext. Data Fig. 1.
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