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DPANN

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Como ler uma infocaixa de taxonomiaDPANN
Diapherotrites, Parvarchaeota, Aenigmarchaeota, Nanoarchaeota, Nanohaloarchaeota
Classificação científica
Domínio: Archaea
Clado: DPANN
Rinke et al., 2013
Filos[1]

DPANN é um superfilo de Archaea, inicialmente proposto em 2012,[2] que agrupa os microorganismos conhecidos por nanoarchaea ou Archaea ultra-pequenos devido ao seu pequeno tamanho (nanométrico) em comparação com outros membros do agrupamento Archaea. Muitos membros apresentam sinais de transferência horizontal de genes a partir de outros domínios biológicos.[2]

Descrição

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DPANN é um acrónimo formado pelas iniciais dos primeiros cinco grupos descobertos, os agrupamentos taxonómicos presentemente conhecidos por Diapherotrites, Parvarchaeota, Aenigmarchaeota, Nanoarchaeota e Nanohaloarchaeota. Mais tarde, a circunscrição taxonómica do grupo fi alargada para incluir os agrupamentos Woesearchaeota e Pacearchaeota, entretanto descobertos e propostos para integração no superfilo DPANN.[3] Em 2017, outro filo, os Altiarchaeota, foi colocado neste superfilo. [4]

Após estas alterações de circunscrição, a monofilia de DPANN ainda não é considerada estabelecida, devido à alta taxa de mutação dos filos incluídos, o que pode levar ao artefato da atração de ramo longo (LBA), onde as linhagens são agrupados basalmente ou artificialmente na base da árvore filogenética sem serem filogeneticamente relacionadas.[5][6] Essas análises sugerem que DPANN pertence ao clado Euryarchaeota ou então é polifilético ocupando várias posições dentro de Euryarchaeota.[5][6][7]

O clado DPANN agrupa diferentes filos com uma grande variedade de distribuição ambiental e de metabolismo, variando de formas simbióticas e termofílicas, como Nanoarchaeota, e acidófilos, como Parvarchaeota, até não-extremófilos, como Aenigmarchaeota e Diapherotrites. A presença de membro do agrupamento DPANN também foi detectado em águas subterrâneas ricas em nitrato, na superfície da água, mas não em profundidade, indicando que esses táxons ainda são difíceis de localizar.[8]

Morfologia

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Os membros deste agrupamento são caracterizados por serem pequenos em tamanho em comparação com outros Archaea (tamanho nanométrico) e de apresentarem um genoma muito pequeno. Em consequência, são caracterizados por capacidades catabólicas limitadas, mas suficientes para levar uma vida livre, embora muitos sejam epissimbiontes que dependem de uma associação simbiótica ou parasitária com outros organismos. Muitas de suas características são semelhantes ou análogas às de bactérias ultrapequenas (grupo CPR).[3]

As capacidades metabólicas limitadas são um produto do pequeno genoma e são refletidas no facto de que muitos não possuem vias biossintéticas centrais para nucleotídeos, aminoácidos e lípidos. Em condequência, a maioria das archaea DPANN, como o grupo conhecido por ARMAN, depende de outros micróbios para satisfazer as suas necessidades biológicas. Mas aqueles que têm potencial para viver livremente são fermentativos e aeróbicos heterotróficos.[3]

Apesar das grandes variações que coexistem dentro do grupo, a maioria destes organismos são principalmente anaeróbicos e não podem ser cultivados. Ocorrem em ambientes extremos, como organismos termofílicos, hiperacidofílicos, hiperhalofílicos ou resistentes a metais, embora muitas espécies ocorram também no ambiente temperado de sedimentos marinhos e lacustres. Estes microorganismos são raramente encontrados no solo ou em mar aberto.[3]

Taxonomia e filogenia

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Taxonomia

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A taxonomia correntemente usada para o grupo, baseada na List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)[9] e do National Center for Biotechnology Information (NCBI), é a seguinte:[10]

Filogenia GTDB dos "DPANN"[11][12][13]


No cladogram specified!

DPANN


Uma descrição resumida dos agrupamentos presentemente considerados como significativos é a seguinte:

Essa estrutura conduz à seguinte taxonomia do superfilo DPANN:Rinke et al. 2013

  • Filo "Undinarchaeota" Dombrowski et al. 2020
    • Classe "Undinarchaeia" Dombrowski et al. 2020
      • Ordem "Undinarchaeales" Dombrowski et al. 2020
  • Filo "Huberarchaeota" Probst et al. 2019
    • Classe "Huberarchaeia" corrig. Probst et al. 2019
      • Ordem "Huberarchaeales" Rinke et al. 2020
  • Filo "Aenigmatarchaeota" corrig. Rinke et al. 2013 (DSEG, DUSEL2)
    • Classe "Aenigmatarchaeia" corrig. Rinke et al. 2020
      • Ordem "Aenigmatarchaeales" corrig. Rinke et al. 2020
  • Filo "Nanohalarchaeota" corrig. Rinke et al. 2013
    • Classe "Nanohalobiia" corrig.La Cono et al. 2020
      • Ordem "Nanohalobiales" La Cono et al. 2020
    • Classe ?"Nanohalarchaeia" corrig. Narasingarao et al. 2012
      • Ordem "Nanohalarchaeales"
  • Filo Altarchaeota Probst et al. 2018 (SM1)
    • Class "Altarchaeia" corrig. Probst et al. 2014
      • Ordem "Altarchaeales" corrig. Probst et al. 2014
  • Filo "Iainarchaeota" ["Diapherotrites" Rinke et al. 2013] (DUSEL-3)
    • Classe "Iainarchaeia" Rinke et al. 2020
      • Ordem "Forterreales" Probst & Banfield 2017
      • Ordem "Iainarchaeales" Rinke et al. 2020
  • Filo "Micrarchaeota" Baker & Dick 2013
    • Classe "Micrarchaeia" Vazquez-Campos et al. 2021
      • Ordem "Anstonellales" Vazquez-Campos et al. 2021 (LFWA-IIIc)
      • Ordem "Burarchaeales" Vazquez-Campos et al. 2021 (LFWA-IIIb)
      • Ordem "Fermentimicrarchaeales" Kadnikov et al. 2020
      • Ordem "Gugararchaeales" Vazquez-Campos et al. 2021 (LFWA-IIIa)
      • Ordem "Micrarchaeales" Vazquez-Campos et al. 2021
      • Ordem "Norongarragalinales" Vazquez-Campos et al. 2021 (LFWA-II)
  • Filo "Nanoarchaeota" Huber et al. 2002
  • Filo ?"Mamarchaeota"
  • Ordem ?"Wiannamattarchaeales"

Filogenia

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Tom A. Williams et al. 2017,[24] Castelle et al. 2015[3] e Dombrowski et al. 2020.[25] Jordan et al. 2017[7] Cavalier-Smith2020[6] e Feng et al 2021.[26]

DPANN pode ser o primeiro clado divergente de Archaea de acordo com algumas análises filogenéticas. Análises filogenéticas recentes encontraram a seguinte filogenia entre os filos:[3][24][25]

 

Bacteria

 
Archaea
 
DPANN
 
 

Altarchaeota

 
 
 

Diapherotrites

 
 

Micrarchaeota

 
 
 
 
 

Undinarchaeota

 
 
 

Aenigmatarchaeota

 
 
 

Nanohaloarchaeota

 
 
 
 

Nanoarchaeota

 
 

Parvarchaeota

 
 
 
 

Mamarchaeota

 
 
 

Pacearchaeota

 
 

Woesearchaeota

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Euryarchaeota

 
Proteoarchaeota
 

TACK

 
Asgard
 
 

Lokiarchaeota

 
 
 

Odinarchaeota

 
 

Thorarchaeota

 
 
 
 
 

Heimdallarchaeota

 
(+α─Proteobacteria)

Eukaryota

 
 
 
 
 
 
 

Outras análises filogenéticas sugeriram que DPANN poderia pertencer a Euryarchaeota ou que pode até ser polifilético, ocupando diferentes posições dentro de Euryarchaeota. Também é questionado se o filo Altiarchaeota deve ser classificado em DPANN ou integrado em Euryarchaeota.[25][5] Os grupos marcados entre aspas são linhagens atribuídas ao DPANN, mas separadas filogeneticamente das demais. Uma localização alternativa para DPANN na árvore filogenética é a seguinte:[7][6][26]

 

Bacteria

 
Archaea
Euryarchaeota
 

Thermococci

 
 
 

Hadesarchaea

 
 
 
 

Methanobacteria

 
 
 

Methanopyri

 
 

Methanococci

 
 
 
 
 
 

Thermoplasmata

 
 
 

Archaeoglobi

 
 
 

Methanomicrobia

 
 
 

"Nanohaloarchaeota"

 
 

Haloarchaea

 
 
 
 
 
 
 

"Altarchaeota"

 
DPANN
 
 

Diapherotrites

 
 

Micrarchaeota

 
 
 
 

Undinarchaeota

 
 
 

Aenigmatarchaeota

 
 
 
 

Nanoarchaeota

 
 

Parvarchaeota

 
 
 
 

Mamarchaeota

 
 
 

Pacearchaeota

 
 

Woesearchaeota

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Proteoarchaeota
 

TACK

 
Asgard
 
 

Lokiarchaeota

 
 
 

Odinarchaeota

 
 

Thorarchaeota

 
 
 
 
 

Heimdallarchaeota

 
(+α─Proteobacteria)

Eukaryota

 
 
 
 
 

Ver também

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Referências

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  1. ↑ Castelle CJ, Banfield JF (2018). «Major New Microbial Groups Expand Diversity and Alter our Understanding of the Tree of Life». Cell. 172 (6): 1181–1197. PMID 29522741. doi:10.1016/j.cell.2018.02.016Acessível livremente 
  2. ↑ a b Rinke C, Schwientek P, Sczyrba A, Ivanova NN, Anderson IJ, Cheng JF, Darling A, Malfatti S, Swan BK, Gies EA, Dodsworth JA, Hedlund BP, Tsiamis G, Sievert SM, Liu WT, Eisen JA, Hallam SJ, Kyrpides NC, Stepanauskas R, Rubin EM, Hugenholtz P, Woyke T (Julho 2013). «Insights into the phylogeny and coding potential of microbial dark matter» (PDF). Nature (em inglês). 499 (7459): 431–437. Bibcode:2013Natur.499..431R. PMID 23851394. doi:10.1038/nature12352Acessível livremente 
  3. ↑ a b c d e f g Castelle CJ, Wrighton KC, Thomas BC, Hug LA, Brown CT, Wilkins MJ, Frischkorn KR, Tringe SG, Singh A, Markillie LM, Taylor RC, Williams KH, Banfield JF (Março 2015). «Genomic expansion of domain archaea highlights roles for organisms from new phyla in anaerobic carbon cycling». Current Biology. 25 (6): 690–701. PMID 25702576. doi:10.1016/j.cub.2015.01.014Acessível livremente 
  4. ↑ Spang A, Caceres EF, Ettema TJ (agosto 2017). «Genomic exploration of the diversity, ecology, and evolution of the archaeal domain of life». Science. 357 (6351): eaaf3883. PMID 28798101. doi:10.1126/science.aaf3883Acessível livremente 
  5. ↑ a b c Nina Dombrowski, Jun-Hoe Lee, Tom A Williams, Pierre Offre, Anja Spang (2019). Genomic diversity, lifestyles and evolutionary origins of DPANN archaea. Nature.
  6. ↑ a b c d Cavalier-Smith, Thomas; Chao, Ema E-Yung (2020). «Multidomain ribosomal protein trees and the planctobacterial origin of neomura (Eukaryotes, archaebacteria)». Protoplasma. 257 (3): 621–753. PMC 7203096Acessível livremente. PMID 31900730. doi:10.1007/s00709-019-01442-7 
  7. ↑ a b c Jordan T. Bird, Brett J. Baker, Alexander J. Probst, Mircea Podar, Karen G. Lloyd (2017). Culture Independent Genomic Comparisons Reveal Environmental Adaptations for Altiarchaeales. Frontiers.
  8. ↑ Ludington WB, Seher TD, Applegate O, Li X, Kliegman JI, Langelier C, Atwill ER, Harter T, DeRisi JL (6 de abril de 2017). «Assessing biosynthetic potential of agricultural groundwater through metagenomic sequencing: A diverse anammox community dominates nitrate-rich groundwater». PLOS ONE. 12 (4): e0174930. PMC 5383146Acessível livremente. PMID 28384184. doi:10.1371/journal.pone.0174930Acessível livremente 
  9. ↑ J.P. Euzéby. «Parvarchaeota». List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Consultado em 27 de junho de 2021 
  10. ↑ Sayers; et al. «Parvarchaeota». National Center for Biotechnology Information (NCBI) taxonomy database. Consultado em 20 de março de 2021 
  11. ↑ «GTDB release 08-RS214». Genome Taxonomy Database. Consultado em 6 dezembro 2021 
  12. ↑ «ar53_r214.sp_label». Genome Taxonomy Database. Consultado em 10 Maio 2023 
  13. ↑ «Taxon History». Genome Taxonomy Database. Consultado em 6 dezembro 2021 
  14. ↑ Genomes Online Database
  15. ↑ Comolli LR, Baker BJ, Downing KH, Siegerist CE, Banfield JF (fevereiro 2009). «Three-dimensional analysis of the structure and ecology of a novel, ultra-small archaeon». The ISME Journal. 3 (2): 159–167. PMID 18946497. doi:10.1038/ismej.2008.99Acessível livremente 
  16. ↑ Baker BJ, Tyson GW, Webb RI, Flanagan J, Hugenholtz P, Allen EE, Banfield JF (Dezembro 2006). «Lineages of acidophilic archaea revealed by community genomic analysis». Science. 314 (5807): 1933–1935. PMID 17185602. doi:10.1126/science.1132690 
  17. ↑ Murakami S, Fujishima K, Tomita M, Kanai A (Fevereiro 2012). «Metatranscriptomic analysis of microbes in an Oceanfront deep-subsurface hot spring reveals novel small RNAs and type-specific tRNA degradation». Applied and Environmental Microbiology. 78 (4): 1015–1022. PMC 3272989Acessível livremente. PMID 22156430. doi:10.1128/AEM.06811-11 
  18. ↑ Baker BJ, Comolli LR, Dick GJ, Hauser LJ, Hyatt D, Dill BD, Land ML, Verberkmoes NC, Hettich RL, Banfield JF (Maio 2010). «Enigmatic, ultrasmall, uncultivated Archaea». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (19): 8806–8811. PMC 2889320Acessível livremente. PMID 20421484. doi:10.1073/pnas.0914470107Acessível livremente 
  19. ↑ Ortiz-Alvarez R, Casamayor EO (Abril 2016). «High occurrence of Pacearchaeota and Woesearchaeota (Archaea superphylum DPANN) in the surface waters of oligotrophic high-altitude lakes». Environmental Microbiology Reports. 8 (2): 210–217. PMID 26711582. doi:10.1111/1758-2229.12370 
  20. ↑ Takai K, Moser DP, DeFlaun M, Onstott TC, Fredrickson JK (dezembro 2001). «Archaeal diversity in waters from deep South African gold mines». Applied and Environmental Microbiology. 67 (12): 5750–5760. PMC 93369Acessível livremente. PMID 11722932. doi:10.1128/AEM.67.21.5750-5760.2001 
  21. ↑ Narasingarao P, Podell S, Ugalde JA, Brochier-Armanet C, Emerson JB, Brocks JJ, Heidelberg KB, Banfield JF, Allen EE (janeiro 2012). «De novo metagenomic assembly reveals abundant novel major lineage of Archaea in hypersaline microbial communities». The ISME Journal. 6 (1): 81–93. PMC 3246234Acessível livremente. PMID 21716304. doi:10.1038/ismej.2011.78 
  22. ↑ Waters E, Hohn MJ, Ahel I, Graham DE, Adams MD, Barnstead M, Beeson KY, Bibbs L, Bolanos R, Keller M, Kretz K, Lin X, Mathur E, Ni J, Podar M, Richardson T, Sutton GG, Simon M, Soll D, Stetter KO, Short JM, Noordewier M (outubro 2003). «The genome of Nanoarchaeum equitans: insights into early archaeal evolution and derived parasitism». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (22): 12984–12988. PMC 240731Acessível livremente. PMID 14566062. doi:10.1073/pnas.1735403100Acessível livremente 
  23. ↑ Podar M, Makarova KS, Graham DE, Wolf YI, Koonin EV, Reysenbach AL (dezembro 2013). «Insights into archaeal evolution and symbiosis from the genomes of a nanoarchaeon and its inferred crenarchaeal host from Obsidian Pool, Yellowstone National Park.». Biology Direct. 8 (1). 9 páginas. PMC 3655853Acessível livremente. PMID 23607440. doi:10.1186/1745-6150-8-9 
  24. ↑ a b Williams TA, Szöllősi GJ, Spang A, Foster PG, Heaps SE, Boussau B, et al. (Junho 2017). «Integrative modeling of gene and genome evolution roots the archaeal tree of life». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (23): E4602–E4611. PMC 5468678Acessível livremente. PMID 28533395. doi:10.1073/pnas.1618463114Acessível livremente 
  25. ↑ a b c Dombrowski N, Williams TA, Sun J, Woodcroft BJ, Lee JH, Minh BQ, et al. (agosto 2020). «Undinarchaeota illuminate DPANN phylogeny and the impact of gene transfer on archaeal evolution». Nature Communications. 11 (1). 3939 páginas. PMC 7414124Acessível livremente. PMID 32770105. doi:10.1038/s41467-020-17408-w 
  26. ↑ a b Yutian Feng, Uri Neri, Sean Gosselin, Artemis S Louyakis, R Thane Papke, Uri Gophna, Johann Peter Gogarten (2021). The Evolutionary Origins of Extreme Halophilic Archaeal Lineages. Oxford Academic.

Ligações externas

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