Новая фила «Nanoarchaeota»

Фила «Nanoarchaeota» была открыта в 2002 г. в результате планомерных поисков прокариотов в экстремальных нишах, в частности в глубоководных гидротермах. Такая «охота за микробами» требует дорогостоящих технических средств и сопряжена с риском для здоровья, а порой и для жизни.

Фила названа по имени единственного рода «Nanoarchaeum» (лат. nanus —карлик и греч. archaios — древний; «карликовый археот»), который представлен единственным видом «N.equitans» (лат. equitatio — верховая езда; «карликовый археот, прикрепленный к крупной клетке другого микроорганизма»). Кроме него в эту филу входят обладатели трех «природных» ДНК (взаимная гомология гена рРНК 80-100%).

Положение филы «Nanoarchaeota» в домене Archaea еще не выяснено. Возможно, что это очень обособленная линия клеточной эволюции, поскольку ген рРНК содержит замены даже в самых консервативных участках. «N.equitans» дает негативный результат при флуоресцентном зондировании in situ (англ, fluorescence in situ hybridization, FISH) с целью выявления представителей фил AI Crenarchaeota и All Euryarchaeota. Тем не менее, по вторичной структуре рРНК «N.equitans» существенно не отличается от других архей.

Строение. Очень мелкие кокки (~0,4 мкм;<1% объема Е. coli). Клеточная стенка представлена гексагональным S-слоем с периодичностью 15 нм, который совместно с СМ ограничивает периплазматический компартмент шириной 20 нм. Имеется одиночная продолговатая придаточная структура, возможно нить жгутика.

Клетки прикреплены поодиночке или группами по 2-10 к поверхности Ignicoccus sp. KINI/I, хотя встречаются и в свободном виде. Размер генома минимальный для архей (490 т.п.н.), что может быть результатом паразитической редукции или признаком, унаследованным от эволюционного прототипа.

Метаболизм. Выделен и поддерживается в анаэробной бинарной культуре с гипертермофильным археотом Ignicoccus sp. KINI/I (фила AI Crenarchaeota) при 90 С на минеральной среде, содержащей СО₂ в качестве единственного источника углерода.

Энергетический метаболизм «старшего» партнера по симбиозу, Ignicoccus sp. KINI/I, хемолитотрофного типа; Н₂ используется в качестве донора, a SO в качестве терминального акцептора электронов (серное дыхание). Продуктом восстановления серы является S_2-.

Хотя в бинарной культуре до 50% клеток «N.equitans» обнаруживаются в свободном состоянии, он размножается только в контакте с поверхностью Ignicoccus sp. KINI/I и не растет на его гомогенате или на диализате его культуры. Возможно, это уникальный пример паразитирования одного археота на другом.

Физиологические свойства. Температурный оптимум роста 90 °С, оптимальный pH 6. Оптимальная соленость 0,3 М NaCl.

Ниши. Подводные гидротермы с температурой 70-98 °С на глубине ~100 м у побережья Исландии. Образцы «природной» ДНК представителей данной филы получены из «черного курильщика» в восточной части Тихого океана, а также из двух континентальных гидротерм — в Йеллоустоунском национальном парке (США) и в кальдере Узон на Камчатке.

На сегодняшний день обнаружены четыре археотные филы, в том числе три актуалистические филы, которые содержат 217 легитимно описанных видов.

Четвертая археотная фила «Korarchaeota» (греч. koros — юный и греч. archaios — древний; «группа, очень рано дивергировавшая в ходе эволюции домена Archaea») состоит только из фантомных объектов. Ее представители были обнаружены в 1996 г. в результате проведения PCR-реакции с образцами ила из термального Обсидианового пруда (Йеллоустоунский национальный парк, США).

Фила «Korarchaeota» представляет собой очень раннее ответвление ствола архей, еще до бифуркации на филы Crenarchaeota и Euryarchaeota.