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O grupo novo de Chlamydiae tem a hidrogênio-produção dos genes que os ajudam a sobreviver sem oxigênio

Uma equipe internacional dos pesquisadores descobriu um grupo novo de Chlamydiae - Anoxychlamydiales - que vive sob o chão do oceano sem o oxigênio. Este Chlamydiae tem os genes que permitem que sobrevivam sem oxigênio ao fazer o gás de hidrogênio.

Os pesquisadores encontraram que nossos antepassados da único-pilha “travaram” estes genes deprodução de Chlamydiae antigo até o two-billion anos há - um evento que fosse crítico para a evolução de toda a vida complexa viva hoje. Os resultados são publicados em avanços da ciência.

A vida na terra pode ser classificada em duas categorias principais: eukaryotes (por exemplo, plantas, animais, fungos, ameba) e prokaryotes (por exemplo, bactérias e archaea). Em comparação com pilhas prokaryotic relativamente simples, as pilhas eucarióticas têm a organização celular complexa. Quanto complexidade celular evoluiu confundiu cientistas por décadas.

A hipótese de prevalência para a evolução dos eukaryotes envolve a fusão, ou a simbiose, de dois prokaryotes - um archaeon e uma bactéria - quase two-billion anos há, nos ambientes com pouco oxigênio. Os cientistas supor que estes micróbios cooperaram um com o otro para sobreviver sem oxigênio trocando nutrientes. Quando nós não conhecermos o que estes o nutriente era, muitos cientistas pensam que o hidrogênio pôde ser a resposta.

Para encontrar uma resposta a este mistério dos anos de idade do two-billion, os cientistas olham genomas de prokaryotes e de eukaryotes modernos para encontrar genes para viver sem metabolismo do oxigênio e do nutriente com o hidrogênio. Bem como fósseis, os genomas guardaram indícios à história evolucionária de seus antepassados. Em nossas pilhas, nós temos uma fábrica especializada chamado o mitochondrion - ou central eléctrica da pilha - esse ajudamos-nos a fazer a energia usando o oxigênio que nós respiramos e o açúcar nós comemos.

Contudo, algumas mitocôndria podem fazer a energia sem oxigênio produzindo o gás de hidrogênio. Desde que o hidrogênio foi propor ter um nutriente importante para a origem dos eukaryotes, os cientistas pensado que a produção do hidrogênio estou presente em um dos sócios dois-bilhão-ano-velhos: o archaeon ou a bactéria. Contudo, não há nenhuma evidência para esta com os dados actuais.

Em um artigo publicado em avanços da ciência, uma equipe de pesquisadores internacionais descobriu uma fonte inesperada destes genes na parte inferior do oceano do Anoxychlamydiales, um grupo recentemente descoberto de Chlamydiae. Anoxychlamydiales vivo sem oxigênio e tem genes para produzir o hidrogênio - um traço que nunca antes seja identificado em Chlamydiae.

Os pesquisadores foram surpreendidos encontrar que os genes chlamydial para a produção do hidrogênio se assemelharam pròxima àqueles encontrados nos eukaryotes. Isto sugere fortemente que os chlamydiae antigos contribuam estes genes durante a evolução dos eukaryotes.

“Em nosso estudo nós identificamos a primeira evidência para como os eukaryotes conseguiram os genes fazer o hidrogênio e era de uma fonte completamente inesperada!” diz escadas de Courtney autor, pesquisador do co-chumbo pos-doctoral na universidade de Upsália na Suécia. O co-chumbo companheiro autor Jennah Dharamshi, aluno de doutoramento da universidade de Upsália, adiciona: “Nós encontramos a evidência nova que o genoma eucariótica tem uma história evolucionária do mosaico, e veio não somente de Archaea e do mitochondrion, mas igualmente de Chlamydiae”.

“Compreender aonde o metabolismo do hidrogênio veio nos eukaryotes é importante para o ganho da introspecção em como nossos antepassados idosos de dois-bilhão-ano evoluídos,” diz autor Thijs superior Ettema, professor na universidade de Wageningen e pesquisa nos Países Baixos, e o coordenador da equipe internacional dos pesquisadores.

“Por anos, eu pensei que se nós encontramos nunca de aonde o metabolismo eucariótica do hidrogênio veio, nós teríamos uma imagem mais clara de como os eukaryotes evoluíram - contudo, encontrar que estes genes puderam ter vindo de Chlamydiae levantou ainda mais perguntas”, escadas de Courtney adiciona.

Como os eukaryotes obtiveram uma posse destes genes?

“Nós sabemos que os micro-organismos compartilham rotineiramente de genes um com o otro em um processo chamado “transferência do gene”. Nós podemos encontrar que estes eventos de transferência construindo árvores genealógicas de cada gene e procurando testes padrões em sua evolução” explica escadas de Courtney. Hoje, os parentes os mais próximos do archaeon que participou na simbiose inicial são archaea de Asgard. Este o archaea é encontrado igualmente na parte inferior do oceano onde Anoxychlamydiales reside.

De “o archaea Asgard e Anoxychlamydiales são ambos vida encontrada sob o chão do oceano onde não há nenhum oxigênio” Thijs Ettema explica, “sua coabitação poderia ter permitido genes ser transferido entre os antepassados destes micróbios”.

Encontrar os chlamydiae que podem viver sem o oxigênio tem implicações importantes em si mesmo. Estas bactérias são sabidas tipicamente como os micróbios patogénicos dos seres humanos e dos outros animais, mesmo que possam igualmente contaminar eukaryotes da único-pilha tais como a ameba. Todos os chlamydiae conhecidos até agora vivem dentro das pilhas eucarióticas.

Encontrando os chlamydiae que puderam poder viver sem o oxigênio, para produzir o hidrogênio, e vivo fora dos desafios de um eukaryote nossas concepções previamente guardaradas. nossos resultados sugerem que os chlamydiae possam ser membros importantes do ecossistema no chão do oceano e que talvez todos os chlamydiae não são esse mau afinal.”

Jennah Dharamshi, aluno de doutoramento, autor do Co-Chumbo do estudo, universidade de Upsália

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.