Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Il nuovo gruppo di Chlamydiae ha geni producenti idrogeno che li aiutano a sopravvivere a senza ossigeno

Un gruppo internazionale dei ricercatori ha scoperto un nuovo gruppo di Chlamydiae - Anoxychlamydiales - che vive sotto il fondo dell'oceano senza ossigeno. Questo Chlamydiae ha geni che li permettono di sopravvivere a senza ossigeno mentre fanno l'idrogeno.

I ricercatori hanno trovato che i nostri antenati unicellulari “hanno catturato„ questi geni producenti idrogeno da Chlamydiae antico fino al two-billion gli anni fa - un evento che era oggi critico per l'evoluzione di tutta la vita complessa viva. I risultati sono pubblicati negli avanzamenti di scienza.

La vita su terra può essere classificata in due categorie principali: eucarioti (per esempio, piante, animali, funghi, ameba) e prokaryotes (per esempio, batteri e archaea). Rispetto alle celle prokaryotic relativamente semplici, le celle eucariotiche hanno organizzazione cellulare complessa. Quanto complessità cellulare si è evoluta ha imbarazzato gli scienziati per le decadi.

L'ipotesi prevalente per l'evoluzione degli eucarioti comprende la fusione, o la simbiosi, di due prokaryotes - un archaeon e un batterio - quasi two-billion gli anni fa, negli ambienti con poco ossigeno. Gli scienziati suppongono che questi microbi hanno cooperato a vicenda per sopravvivere a senza ossigeno scambiando le sostanze nutrienti. Mentre non conosciamo che cosa questi la sostanza nutriente era, molti scienziati ritengono che l'idrogeno potrebbe essere la risposta.

Per trovare una risposta a questo mistero di un anno di two-billion, gli scienziati esaminano i genoma dei prokaryotes e degli eucarioti moderni per trovare i geni per vivere senza metabolismo degli elementi nutritivi e dell'ossigeno con l'idrogeno. Tanto come i fossili, i genoma tengono le bugne alla cronologia evolutiva dei loro antenati. In nostre celle, abbiamo una fabbrica specializzata chiamato il mitocondrio - o centrale elettrica della cella - quella ci aiutiamo a rendere consumatore d'energia l'ossigeno che respiriamo e lo zucchero mangiamo.

Tuttavia, alcuni mitocondri possono fare l'energia senza ossigeno producendo l'idrogeno. Poiché l'idrogeno è stato proposto per essere una sostanza nutriente importante per l'origine degli eucarioti, gli scienziati ritengono che la produzione dell'idrogeno sia stata presente in uno di due-miliardo-anno-vecchi partner: il archaeon o il batterio. Tuttavia, non c'è prova per questa con i dati attuali.

In un articolo pubblicato negli avanzamenti di scienza, un gruppo dei ricercatori internazionali ha scoperto una sorgente inattesa di questi geni al fondo dell'oceano dal Anoxychlamydiales, un gruppo recentemente scoperto di Chlamydiae. Anoxychlamydiales in tensione senza ossigeno ed ha geni per la produzione dell'idrogeno - un tratto che mai prima è stato identificato in Chlamydiae.

I ricercatori sono stati sorpresi trovare che i geni clamidiali per produzione dell'idrogeno hanno somigliato molto attentamente a quelli trovati in eucarioti. Ciò suggerisce forte che i chlamydiae antichi abbiano contribuito questi geni durante l'evoluzione degli eucarioti.

“Nel nostro studio abbiamo identificato la prima prova per come gli eucarioti hanno convinto i geni per fare l'idrogeno e proveniva da una sorgente completamente inattesa!„ dice le scale di Courtney l'autore, ricercatore postdottorale del co-cavo all'università di Upsala in Svezia. Il collega co-cavo l'autore Jennah Dharamshi, studente di PhD dall'università di Upsala, aggiunge: “Abbiamo trovato la nuova prova che il genoma eucariotico ha una cronologia evolutiva del mosaico ed è venuto non solo da Archaea e dal mitocondrio, ma anche da Chlamydiae„.

“Capire dove il metabolismo dell'idrogeno è venuto negli eucarioti è importante per il guadagno della comprensione in come i nostri antenati anziani due miliardo anni mutevoli,„ dice l'autore Thijs senior Ettema, professore all'università di Wageningen e la ricerca nei Paesi Bassi ed il coordinatore del gruppo internazionale dei ricercatori.

“Per anni, ho pensato che se scoprissimo mai da dove il metabolismo eucariotico dell'idrogeno è venuto, avessimo una più chiara maschera di come gli eucarioti si sono evoluti - tuttavia, scoprire che questi geni potrebbero venire da Chlamydiae ha sollevato ancor più questioni„, scale di Courtney aggiunge.

Come gli eucarioti hanno ottenuto una tenuta di questi geni?

“Sappiamo che i microrganismi dividono ordinariamente i geni a vicenda in un trattamento chiamato “trasferimento del gene„. Possiamo trovare che questi eventi di trasferimento costruendo gli alberi genealogici di ogni gene e cercando i reticoli nella loro evoluzione„ spiega le scale di Courtney. Oggi, i parenti più vicini del archaeon che ha partecipato alla simbiosi iniziale sono archaea di Asgard. Questo il archaea egualmente è trovato al fondo dell'oceano in cui Anoxychlamydiales risiede.

“Il archaea di Asgard e Anoxychlamydiales sono entrambi vita trovata sotto il fondo dell'oceano in cui non c'è ossigeno„ Thijs Ettema spiega, “la loro coabitazione potrebbe tenere conto i geni essere trasferito fra gli antenati di questi microbi„.

L'individuazione dei chlamydiae che possono vivere senza ossigeno ha implicazioni importanti in sé. Questi batteri sono conosciuti tipicamente come agenti patogeni degli esseri umani e di altri animali, anche se possono anche infettare gli eucarioti unicellulari quale l'ameba. Tutti i chlamydiae conosciuti fin qui vivono dentro le celle eucariotiche.

Trovando i chlamydiae che potrebbero potere vivere senza ossigeno, produrre idrogeno ed in tensione fuori delle sfide di un eucariota le nostre concezioni precedentemente tenute. i nostri risultati suggeriscono che i chlamydiae possano essere membri importanti dell'ecosistema sul fondo dell'oceano e che forse tutti i chlamydiae non sono quel Male dopo tutto.„

Jennah Dharamshi, studente di PhD, autore del Co-Cavo di studio, università di Upsala

Source:
Journal reference:

Stairs, C. W., et al. (2020) Chlamydial contribution to anaerobic metabolism during eukaryotic evolution. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.abb7258.