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El nuevo grupo de Chlamydiae tiene hidrógeno-producir los genes que les ayudan a sobrevivir sin oxígeno

Las personas internacionales de investigadores han descubierto un nuevo grupo de Chlamydiae - Anoxychlamydiales - que vivía bajo el suelo marino sin oxígeno. Este Chlamydiae tiene genes que permitan que sobrevivan sin oxígeno mientras que hacen el gas de hidrógeno.

Los investigadores encontraron que nuestros antepasados unicelulares “cogieron” estos genes hidrógeno-que producían de Chlamydiae antiguo hasta el two-billion hace años - una acción que era crítica para la evolución de toda la vida compleja activa hoy. Los resultados se publican en avances de la ciencia.

La vida en la tierra se puede clasificar en dos categorías principales: eucariotas (e.g., instalaciones, animales, hongos, ameba) y prokaryotes (e.g., bacterias y archaea). Con respecto a las células procarióticas relativamente simples, las células eucarióticas tienen organización celular compleja. Cuánta complejidad celular se desarrolló ha desconcertado a los científicos por décadas.

La hipótesis que prevalece para la evolución de eucariotas implica la fusión, o la simbiosis, de dos prokaryotes - un archaeon y una bacteria - casi two-billion hace años, en ambientes con poco oxígeno. Los científicos asumen que estos microbios cooperaron con uno a para sobrevivir sin oxígeno intercambiando los alimentos. Mientras que no conocemos cuáles estos era el alimento, muchos científicos piensan que el hidrógeno pudo ser la respuesta.

Para encontrar una respuesta a este misterio año del two-billion, los científicos observan los genomas de prokaryotes y de eucariotas modernos para encontrar los genes para vivir sin metabolismo del oxígeno y del alimento con hidrógeno. Como fósiles, los genomas llevan a cabo pistas a la historia evolutiva de sus antepasados. En nuestras células, tenemos un fábrica especializado llamado el mitochondrion - o central eléctrica de la célula - ese nos ayudamos a hacer consumidor de energía el oxígeno que respiramos y el azúcar comemos.

Sin embargo, algunas mitocondrias pueden hacer energía sin oxígeno produciendo el gas de hidrógeno. Puesto que el hidrógeno se ha propuesto para haber sido un alimento importante para el origen de eucariotas, los científicos piensan que la producción del hidrógeno estaba presente en uno de los socios dos-mil millones-año-viejos: el archaeon o la bacteria. Sin embargo, no hay pruebas de esto con los actuales datos.

En un artículo publicado en avances de la ciencia, las personas de investigadores internacionales han descubierto una fuente inesperada de estos genes en la parte inferior del océano del Anoxychlamydiales, un grupo nuevamente descubierto de Chlamydiae. Anoxychlamydiales vivo sin oxígeno y tiene genes para producir el hidrógeno - un rasgo que se ha determinado nunca antes en Chlamydiae.

Sorprendieron a los investigadores encontrar que los genes clamídeos para la producción del hidrógeno se asemejaron de cerca a ésos encontrados en eucariotas. Esto sugiere fuertemente que los chlamydiae antiguos contribuyeran estos genes durante la evolución de eucariotas.

“En nuestro estudio determinamos las primeras pruebas de cómo los eucariotas consiguieron los genes para hacer el hidrógeno y era de una fuente totalmente inesperada!” dice las escaleras de Courtney autor, investigador postdoctoral del co-guía en la universidad de Uppsala en Suecia. El co-guía compañero autor Jennah Dharamshi, estudiante del doctorado de la universidad de Uppsala, agrega: “Encontramos nuevas pruebas que el genoma eucariótico tiene una historia evolutiva del mosaico, y ha venido no sólo de Archaea y del mitochondrion, pero también de Chlamydiae”.

La “comprensión de adonde el metabolismo del hidrógeno vino en de eucariotas es importante para ganar discernimiento en cómo nuestros viejos antepasados del dos-mil millones-año desarrollados,” dice autor a Thijs mayor Ettema, profesor en la universidad de Wageningen e investigación en los Países Bajos, y el coordinador de las personas internacionales de investigadores.

“Por años, pensé que si descubriéramos nunca de adónde el metabolismo eucariótico del hidrógeno vino, tendríamos un retrato más sin obstrucción de cómo los eucariotas se desarrollaron - sin embargo, descubrir que estos genes pudieron haber venido de Chlamydiae ha planteado aún más preguntas”, las escaleras de Courtney agrega.

¿Cómo los eucariotas consiguieron un asimiento de estos genes?

“Sabemos que los microorganismos comparten rutinario genes con uno a en un proceso llamado “transferencia del gen”. Podemos encontrar que estas acciones de la transferencia construyendo árboles de familia de cada gen y buscando configuraciones en su evolución” explica las escaleras de Courtney. Hoy, los parientes más cercanos del archaeon que participó en la simbiosis inicial son archaea de Asgard. Este el archaea también se encuentra en la parte inferior del océano en donde reside Anoxychlamydiales.

El “archaea y Anoxychlamydiales son ambos de Asgard vida encontrada bajo el suelo marino donde no hay oxígeno” Thijs Ettema explica, “su cohabitación habría podido tener en cuenta para que los genes sean transferidos entre los antepasados de estos microbios”.

Encontrar los chlamydiae que pueden vivir sin oxígeno tiene implicaciones importantes en sí mismo. Estas bacterias se conocen típicamente como patógeno de seres humanos y de otros animales, aunque pueden también infectar eucariotas unicelulares tales como ameba. Todos los chlamydiae sabidos hasta la fecha viven dentro de las células eucarióticas.

Encontrando los chlamydiae que pudieron poder vivir sin oxígeno, producir el hidrógeno, y vivo fuera de retos de un eucariota nuestros conceptos previamente llevados a cabo. nuestras conclusión sugieren que los chlamydiae puedan ser piezas importantes del ecosistema en el suelo marino y que quizás todos los chlamydiae no son ese malo después de todo.”

Jennah Dharamshi, estudiante del doctorado, autor del Co-Guía del estudio, universidad de Uppsala

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.