Loading article…
| 古細菌 時間範囲:
古始生代～現在
| |
|---|---|
| |
科学的分類 
| |
| ドメイン： | Archaea Woese、カンドラー&ウィーリス、1990 [1] |
| 王国[2] [3] | |
| |
| 同義語 | |
| |
古細菌( / ɑːr ˈ k iː ə / ar-KEE-ə;単数形：古細菌 / ɑːr ˈ k iː ɒ n / ar-KEE-on）、単細胞生物のドメイン。これらの微生物は細胞核を持たず、したがって原核生物。古細菌は当初細菌として分類され、古界古細菌（/ ˌ ɑːr k i b æ k ˈ t ɪər i ə /）が、この用語は使われなくなりました。[4]
古細菌細胞は、細菌や真核生物という他の2 つのドメインとは異なる独自の特性を持っています。古細菌はさらに複数の門に分類されます。分類が難しいのは、ほとんどが実験室で分離されておらず、環境サンプルの遺伝子配列によってのみ検出されているためです。胞子を生成できるかどうかは不明です。
古細菌と細菌は一般に大きさや形が似ているが、 Haloquadratum walsbyiの平らで四角い細胞のように形が大きく異なる古細菌もいくつかある。[5]細菌とのこの形態的類似性にもかかわらず、古細菌は真核生物のものとより近い遺伝子や代謝経路をいくつか持っており、特に転写や翻訳に関与する酵素がそうだ。古細菌の生化学の他の側面は独特で、例えば細胞膜のエーテル脂質に依存している[6] 。古細菌は、糖などの有機化合物から、アンモニア、金属イオン、さらには水素ガスまで、真核生物よりも多様なエネルギー源を使用する。耐塩性のHaloarchaeaは太陽光をエネルギー源として利用し、他の種の古細菌は炭素を固定する（独立栄養性）が、植物やシアノバクテリアとは異なり、両方を行う既知の種は存在しない。古細菌は二分裂、断片化、または出芽によって無性生殖する。細菌とは異なり、既知の古細菌の種は胞子を形成しない。最初に観察された古細菌は極限環境生物であり、温泉や塩湖など他の生物がいない極端な環境に生息していた。分子検出ツールの改良により、土壌、[7]海洋、湿地など、ほぼすべての生息地で古細菌が発見された。古細菌は特に海洋に多く存在し、プランクトン中の古細菌は地球上で最も豊富な生物群の1つである可能性がある。
古細菌は地球上の生命の主要な部分を占めています。古細菌はすべての生物の微生物叢の一部です。人間のマイクロバイオームでは、腸、口、皮膚で重要な役割を果たしています。 [8]形態的、代謝的、地理的多様性により、古細菌は炭素固定、窒素循環、有機化合物のターンオーバー、微生物共生および共栄養コミュニティの維持など、複数の生態学的役割を果たすことができます。[7] [9]
古細菌の病原体や寄生虫の明確な例は知られていない。代わりに、それらはしばしば共生者または片利共生者であり、例えば、人間や反芻動物の消化管に生息し、その膨大な数が消化を促進するメタン生成菌（メタン生成菌株）などである。メタン生成菌はバイオガス生産や下水処理にも利用されており、バイオテクノロジーは高温や有機溶媒に耐えられる極限環境古細菌の酵素を利用している。
発見と分類
初期のコンセプト
.jpg/500px-Aerial_image_of_Grand_Prismatic_Spring_(view_from_the_south).jpg)
20世紀の大半、原核生物は単一の生物群とみなされ、生化学、形態、代謝に基づいて分類されていました。微生物学者は、細胞壁の構造、形状、消費する物質に基づいて微生物を分類しようとしました。[10] 1965年、エミール・ズッカーカンドルとライナス・ポーリング[11]は、代わりに、異なる原核生物の遺伝子配列を使用して、それらが互いにどのように関連しているかを解明することを提案しました。この系統学的アプローチは、今日使用されている主な方法です。[12]
古細菌は、1977年にカール・ウーゼとジョージ・E・フォックスによって、リボソームRNA（rRNA）遺伝子に基づいて細菌とは別に分類された。 [13]（当時はメタン生成菌のみが知られていた）。彼らはこれらのグループを古細菌と真正細菌のウルクダムと呼んだが、他の研究者はそれらを界または亜界として扱っていた。ウーゼとフォックスは、古細菌が別の「系統」であるという最初の証拠を示した。1.細胞壁にペプチドグリカンがないこと、2. 2つの異常な補酵素、3. 16SリボソームRNA遺伝子の配列決定の結果。この違いを強調するために、ウーゼ、オットー・カンドラー、マーク・ウィーリスは後に、現在ではウーゼ革命として知られている、 3ドメインシステムとして知られる3つの自然ドメイン、すなわち真核生物、細菌、古細菌に生物を再分類することを提案した。 [ 1] [14]
古細菌という言葉は、古代ギリシャ語の ἀρχαῖα（古代のもの）に由来しています。 [15]古細菌ドメインの最初の代表はメタン生成菌であり、その代謝は地球の原始的な大気と生物の古さを反映していると考えられていましたが、新しい生息地が研究されるにつれて、より多くの生物が発見されました。高度好塩性微生物[16]と超好熱性微生物[17]も古細菌に含まれていました。長い間、古細菌は温泉や塩湖などの極端な生息地にのみ存在する極限環境生物であると考えられていましたが、20世紀末までに、極限環境以外でも古細菌が確認されるようになりました。今日では、古細菌は自然界に豊富に分布する大規模で多様な生物群であることが知られています。[18]古細菌の重要性と普遍性に対するこの新たな認識は、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）を使用して、リボソーム遺伝子を増殖させることで環境サンプル（水や土壌など）から原核生物を検出したことから生まれました。これにより、実験室で培養されていない生物の検出と識別が可能になります。 [19] [20]
分類
古細菌、そして一般的に原核生物の分類は、急速に変化し、論争の多い分野です。現在の分類システムは、構造的特徴と共通の祖先を共有する生物のグループに古細菌を分類することを目指しています。[21]これらの分類は、生物間の関係を明らかにするためにリボソームRNA遺伝子の配列の使用に大きく依存しています（分子系統学）。[22]培養可能でよく研究されている古細菌の種のほとんどは、「ユーリアーキオータ」と「サーモプロテオータ」（以前はクレナーキオータ）という2つの主要な門に属しています。2003年に発見され、「ナノアーキオータ」という独自の門が割り当てられた特異な種ナノアーキオータなど、他のグループも暫定的に作成されています。[23]また、新しい門「コラキオータ」も提案されており、これは主要な門の両方の特徴を共有しているが、最も近縁なのはサーモプロテオータである。[24] [25]他に発見された古細菌の種は、これらのグループのいずれとも遠縁であり、例えば2006年に発見されたリッチモンド鉱山好酸性ナノ生物（ミクラキオータとパルバルキオータを含むARMAN ）は[26]、知られている中で最も小さな生物の1つである。[27]
2011年、真核生物の起源に関連するものとして、タウマルケオータ（現ニトロソスファエロタ）、「アイガルケオータ」、「クレナルケオータ」（現サーモプロテオータ）、および「コラルケオータ」を含む上門であるTACKが提案されました。 [28] 2017年、新たに発見され、新たに命名されたアスガルド上門は、元の真核生物にさらに近縁であり、TACKの姉妹群であると提案されました。[29]
2013年、DPANN上門は「ナノアーキオータ」、「ナノハロアーキオータ」、リッチモンド鉱山好酸性ナノ生物（ARMAN、「ミクラアーキオータ」と「パルバルカオータ」を含む）、およびその他の類似のアーキアをグループ化するために提案されました。このアーキア上門は少なくとも10の異なる系統を包含し、細胞とゲノムのサイズが極めて小さく、代謝能力が限られている生物が含まれます。したがって、DPANNには共生相互作用に絶対的に依存するメンバーが含まれる可能性があり、新しい寄生虫も含まれる可能性があります。ただし、他の系統解析では、DPANNは単系統群を形成せず、見かけ上のグループ化は長枝誘引（LBA）によって引き起こされることが判明しており、これらすべての系統が「ユーリアーキオータ」に属することを示唆しています。[30] [2]
系統樹
Tom A. Williams et al. 2017、[31] Castelle & Banfield (2018) [32]およびGTDBリリース08-RS214（2023年4月28日）によると：[33] [34] [35]
種の概念
古細菌の種への分類も議論の的となっている。エルンスト・マイヤーの種の定義（生殖的に隔離された交配生物のグループ）は、古細菌が無性生殖のみを行うため適用されない。[37]
古細菌は系統間で高いレベルの水平遺伝子伝播を示す。研究者の中には、 Ferroplasma属のように、非常に類似したゲノムと、関連性の低いゲノムを持つ細胞との遺伝子伝播の頻度の低さから、個体を種のような集団にグループ化できると示唆する者もいる。[38]一方、Halorubrumの研究では、関連性の低い集団との間で遺伝子伝播が顕著であることが判明しており、この基準の適用範囲は限られている。[39]このような種の指定に実際的な意味があるのかどうか疑問視する研究者もいる。[40]
古細菌の遺伝的多様性に関する現在の知識は断片的であるため、種の総数を正確に推定することはできない。[22]門の数は18から23と推定されているが、そのうち培養され直接研究された代表種を持つのは8つだけである。これらの仮説上のグループの多くは単一のrRNA配列から知られているため、多様性のレベルは不明のままである。[41]この状況は細菌にも見られ、培養されていない微生物の多くは、特性評価に関して同様の問題を抱えている。[42]
門
有効な門
以下の門は細菌学規約に基づいて有効に出版されている: [43] [44]
- メタノバクテリア
- ミクロカルドタ
- ナノブデロタ
- テルモプロテオタ（別名ニトロソスファエロタ）
暫定的な門
以下の門は提案されているが、細菌学規約に従って有効に公表されていない（候補門のステータスを持つものを含む）。
- 「カンディダトゥス ・アエニグマルキエオタ」
- 「カンディダトゥス ・アイガルカオータ」
- 「カンディダトゥス・アルティアーキオータ」
- 「カンディダトゥス ・アスガルダエオタ」
- 「カンディダトゥス バチアーキオタ」
- 「カンディダトゥス・ブロックアーキオータ」
- 「カンジダトゥス・ジア フェロトリテス」
- 「ユーリアキオータ」
- 「カンディダ トゥス地古細菌」
- 「カンディダトゥス ・ハダルケオタ」
- 「カンディダトゥス・ハデサルカエオタ」
- 「カンジダタス・ハロバクテロタ」
- 「カンディダトゥス ・ヘイムダラルキエオタ」
- 「カンジダトゥス・ヘラルカエオタ」
- 「カンディダトゥス・フベラルカエオタ」
- 「カンディダトゥスハイドロサーマルキオータ」
- 「カンディダトゥス ・コラキオータ」
- 「カンディダトゥス ・ロキアルカエイア」
- 「カンディダトゥス ・ロキアーキオータ」
- 「カンジダトゥス・ママカオータ」
- 「カンジダトゥス・マルサルカオータ」
- 「カンディダトゥス ・ミクラケオタ」
- 「キャンディダトゥス ・ナノアーキオータ」
- 「カンジダトゥス ・ナノハロアーキオータ」
- 「カンディダトゥス・ネザールカオータ」
- 「カンディダトゥス ・オディナルカエオタ」
- 「カンディダトゥス ・パセアーキオータ」
- 「カンディダトゥス ・パルヴァルカエオタ」
- 「カンジダトゥス・サーモプラズマトータ」
- 「カンジダトゥス ・ソラルカエオタ」
- 「カンディダトゥス・ウンディナーカオータ」
- 「カンディダトゥス・ヴァーストラエターキオータ」
- 「カンディダトゥス ・ウォエサルカエオタ」
起源と進化
地球の年齢は約45.4億年です。[45] [46] [47]科学的証拠は、地球上で生命が少なくとも35 億年前に始まったことを示唆しています。[48] [49]地球上の生命の最古の証拠は、西グリーンランドで発見された37億年前の堆積岩で生物起源であると発見されたグラファイトです[50]と、西オーストラリアで発見された34.8億年前の砂岩で見つかった微生物マット化石です。[51] [52] 2015年には、西オーストラリアの41億年前の岩石で生物物質の残骸と思われるものが発見されました。 [53] [54]
原核細胞の化石はおよそ35億年前のものであると 考えられるが、ほとんどの原核生物は特徴的な形態を持たず、化石の形状から古細菌であると特定することはできない。[55]その代わりに、ユニークな脂質の化学化石の方が、そのような化合物は他の生物には存在しないため、より有益である。 [56]いくつかの出版物は、古細菌または真核生物の脂質の残骸が27億年前の頁岩に存在することを示唆しているが、 [57]そのようなデータはその後疑問視されている。[58]これらの脂質は、西グリーンランドのさらに古い岩石からも検出されている。そのような最も古い痕跡は、38億年前に形成された地球最古の堆積物を含むイスア地区からのものである。[59]古細菌の系統は、地球上に存在する最も古い系統である可能性がある。[60]
ウォースによれば、細菌、古細菌、真核生物は、祖先の生物群から早い段階で分岐した別々の系統を表している。[61] [62]一つの可能性[62] [63]は、これが細胞の進化の前に起こり、典型的な細胞膜の欠如によって無制限の遺伝子水平伝播が可能になり、3つのドメインの共通祖先が遺伝子の特定のサブセットの固定によって発生したというものである。[62] [63]細菌と古細菌の最後の共通祖先が好熱菌であった可能性があり、これは、低温が古細菌にとって「極限環境」であり、より低温の環境に生息する生物が後になってから現れた可能性を提起する。[64]古細菌と細菌は真核生物と関係がないのと同様、互いにも関連がないため、原核生物という用語はそれらの間の誤った類似性を示唆している可能性がある。[65]しかし、系統間の構造的・機能的類似性は、祖先形質の共有や進化の収束によって生じることが多い。これらの類似性はグレードと呼ばれ、原核生物は膜結合細胞小器官の欠如などの特徴を持つ生命のグレードと考えるのが最も適切である。
他のドメインとの比較
次の表は、3つの領域の主な特徴を比較し、それらの類似点と相違点を示しています。[66]
古細菌は、リボソームRNAの構造に大きな違いがあるため、第3のドメインとして分離されました。特定の分子16S rRNAは、すべての生物のタンパク質生成の鍵です。この機能は生命にとって非常に重要であるため、16S rRNAに変異のある生物は生き残る可能性が低く、このポリヌクレオチドの構造は世代を超えて非常に安定しています（ただし絶対的ではありません）。16S rRNAは、生物固有の変化を示すのに十分な大きさですが、すぐに比較できるほど小さいです。1977年、生物の遺伝子配列を研究している微生物学者のカール・ウーゼは、RNAを断片に分割し、分類して他の生物の他の断片と比較するという新しい比較方法を開発しました。[13]種間のパターンが類似しているほど、それらの種はより密接に関連しています。[69]
ウォーズは、新しいrRNA比較法を使って、さまざまな生物を分類し、対比しました。彼はさまざまな種を比較し、既知の原核生物や真核生物と大きく異なるrRNAを持つメタン生成菌のグループに偶然出会いました。[13]これらのメタン生成菌は他の生物よりも互いに非常に類似していたため、ウォーズは新しいドメインとして古細菌を提案しました。[13]彼の実験では、構造的には原核生物に似ているものの、遺伝的には原核生物よりも真核生物に似ていることが示されました。[70]これにより、古細菌と真核生物は、真核生物と細菌よりも最近の共通の祖先を共有しているという結論に至りました。[70]核の発達は、細菌とこの共通の祖先との分裂後に起こりました。[70] [1]
古細菌に特有の特性として、細胞膜にエーテル結合脂質が豊富に含まれることが挙げられます。エーテル結合は、細菌や真核生物に見られるエステル結合よりも化学的に安定しており、これが、極度の高温や塩分濃度など、細胞膜に大きなストレスがかかる極限環境で多くの古細菌が生存できる要因となっていると考えられます。古細菌ゲノムの比較解析により、すべての古細菌または古細菌内の異なる主要グループにのみ存在する、いくつかの分子的に保存されたシグネチャインデルとシグネチャタンパク質も特定されています。[71] [72] [73]他の生物には見られない古細菌のもう一つの独特な特徴は、メタン生成（メタンの代謝による生成）です。メタン生成古細菌は、メタンの酸化からエネルギーを得る生物（多くは細菌）を含む生態系において極めて重要な役割を果たしています。なぜなら、そのような環境では細菌がメタンの主要な発生源となることが多く、一次生産者としての役割を果たすことができるからです。メタン生成菌は炭素循環においても重要な役割を果たしており、有機炭素をメタンに分解し、メタンも主要な温室効果ガスとなっている。[74]
細菌と古細菌の生化学的構造のこの違いは、進化の過程を通じて研究者によって説明されてきた。両方のドメインは深海のアルカリ性熱水噴出孔で発生したと理論づけられている。微生物は少なくとも2回、脂質生合成と細胞壁生化学を進化させた。最後の普遍的共通祖先は非自由生活生物であったと示唆されている。[75]細菌の単純鎖両親媒性物質（脂肪酸）で構成された透過性膜を有していた可能性があり、これには古細菌の単純鎖両親媒性物質（イソプレノイド）も含まれる。これらは海水中の脂肪酸膜を安定化させる。この特性が細菌と古細菌の膜の分岐を引き起こした可能性があり、「その後のリン脂質の生合成により、古細菌と細菌のそれぞれに固有のG1PとG3Pヘッドグループが生じた。そうだとすれば、膜イソプレノイドによって付与される特性は、脂質の分岐が生命の起源の早い時期に起こったことを示す」。[76]
細菌との関係
3つのドメイン間の関係は、生命の起源を理解する上で非常に重要です。生物の遺伝子の大部分の対象である代謝経路のほとんどは、古細菌と細菌の間で共通であり、ゲノム発現に関与するほとんどの遺伝子は、古細菌と真核生物の間で共通です。[78]原核生物の中では、古細菌の細胞構造はグラム陽性細菌のものと最も似ていますが、これは主に、両方とも単一の脂質二重層を持ち、 [79]通常はさまざまな化学組成の厚い球形嚢（外骨格）を含むためです。[80]原核生物の相同体の異なる遺伝子/タンパク質配列に基づくいくつかの系統樹では、古細菌の相同体はグラム陽性細菌の相同体とより密接に関連しています。[79]古細菌とグラム陽性細菌は、Hsp70やグルタミン合成酵素Iなど、いくつかの重要なタンパク質で保存されたインデルを共有しています 。[79] [81]しかし、これらの遺伝子の系統発生はドメイン間の遺伝子転移を明らかにすると解釈されており、[82] [83]生物間の関係を反映していない可能性があります。[84]
古細菌は抗生物質の選択圧に応じてグラム陽性細菌から進化したと提案されている。[79] [81] [85]これは、古細菌が主にグラム陽性細菌によって生成される多種多様な抗生物質に耐性があること、[79] [81]これらの抗生物質は主に古細菌と細菌を区別する遺伝子に作用するという観察によって示唆されている。この提案は、グラム陽性抗生物質によって生成された耐性への選択圧が最終的に多くの抗生物質の標的遺伝子に広範な変化を引き起こすのに十分であり、これらの株が現在の古細菌の共通の祖先を表しているというものである。[85]抗生物質の選択、または他の競合的選択圧に応じた古細菌の進化は、抗生物質産生生物から逃れるために占有されていないニッチを探した結果としての極端な環境（高温や酸性度など）への適応を説明することもできる。[85] [86] キャバリエ＝スミスも同様の提案、ネオムラ仮説を立てている。[87]この提案は、タンパク質の構造的関係を調査した他の研究[88]や、グラム陽性細菌が原核生物の中で最も初期の分岐系統を構成している可能性があることを示唆する研究によっても支持されている。[89]
真核生物との関係
古細菌と真核生物の進化的関係は未だ不明である。以下で論じる細胞構造と機能の類似点を除けば、多くの遺伝子樹は両者をグループ化している。[91]
複雑な要因としては、真核生物と古細菌門サーモプロテオータとの関係が、 「ユーリアーキオータ」とサーモプロテオータ門との関係よりも近いという主張[92]や、水平遺伝子伝播によってサーモトガ・マリチマなどの特定の細菌に古細菌のような遺伝子が存在することなどが挙げられる[93]。標準的な仮説では、真核生物の祖先は古細菌から早期に分岐し[94] [95] 、真核生物は古細菌と真正細菌の融合である共生によって発生し、ミトコンドリアを形成したとされており、この仮説は両グループ間の遺伝的類似性を説明している[90] 。一方、エオサイト仮説では、真核生物は古細菌から比較的遅く出現したとしている[96] 。
2015年に発見された古細菌の系統であるロキアーケウム（提案された新しい門「ロキアーキオータ」）は、北極海のロキの城と呼ばれる熱水噴出孔にちなんで名付けられ、当時知られていた真核生物に最も近いことが判明しました。原核生物と真核生物の間の移行生物と呼ばれています。[97] [98]
その後、「ロキアーキオータ」の姉妹門（「ソラルキオータ」、「オディナルキオータ」、「ヘイムダラルキオータ」）がいくつか発見され、これらすべてを合わせて新たに提案されたスーパーグループ「アスガルド」を構成している。[29] [3] [99]
アスガルドのメンバーと真核生物の関係についての詳細はまだ検討中ですが[100]、2020年1月に科学者らは、アスガルド古細菌の一種であるカンディダトゥス・プロメテオアーケウム・シントロフィカムが、約20億年前の単純な原核生物と複雑な真核生物の微生物を結びつけた可能性があると報告しました。[101] [102] [103]
形態学
個々の古細菌の直径は0.1 マイクロメートル（μm）から15μmを超えるまでの範囲で、球形、棒状、螺旋状、板状など様々な形状をしています。[104]サーモプロテオタの他の形態には、サルフォロバスの不規則な形の葉状細胞、サーモフィルムの直径が0.5マイクロメートル未満の針状の糸、サーモプロテウスとピロバキュラムのほぼ完全な長方形の棒状細胞があります。[105] Haloquadratum walsbyiなどのHaloquadratum属の古細菌は、高塩分プールに生息する平らで四角い標本です。[106]これらの珍しい形状は、おそらく細胞壁と原核生物の細胞骨格の両方によって維持されています。古細菌には他の生物の細胞骨格成分に関連するタンパク質が存在し、[107]細胞内にフィラメントが形成される[108]が、他の生物とは対照的に、これらの細胞構造は十分に理解されていない。[109]サーモプラズマとフェロプラズマでは細胞壁がないため、細胞は不規則な形をしており、アメーバに似ていることがある。[110]
いくつかの種は、最大200μmの長さの細胞の集合体または糸状体を形成する。[104]これらの生物はバイオフィルムで目立つことがある。[111]注目すべきことに、Thermococcus coalescens細胞の集合体は培養中に融合し、単一の巨大細胞を形成する。[112] Pyrodictium属の古細菌は、細胞の表面から突き出て細胞を密集した茂みのような集合体に接続する、カニューレと呼ばれる長くて細い中空の管の配列を含む精巧な多細胞コロニーを生成する。 [113]これらのカニューレの機能は定まっていないが、近隣の生物とのコミュニケーションや栄養交換を可能にしている可能性がある。[114] 2001年にドイツの沼地で発見された「真珠の首飾り」コミュニティなど、複数種のコロニーが存在する。新しいユーリアーキオータ種の丸くて白っぽいコロニーは、長さ15センチメートル（5.9インチ）に達する細い糸に沿って配置されています。これらの糸は特定の細菌種でできています。[115]
構造、構成開発、運用
古細菌と細菌は一般的に細胞構造が似ているが、細胞の構成と組織が古細菌を区別している。細菌と同様に、古細菌には内膜や細胞小器官がない。[65]細菌と同様に、古細菌の細胞膜は通常細胞壁で囲まれており、1本以上の鞭毛を使って泳ぐ。[116]構造的には、古細菌はグラム陽性細菌に最も似ている。ほとんどが単一の細胞膜と細胞壁を持ち、細胞周腔がない。この一般的な規則の例外はイグニコッカスであり、膜結合小胞を含み外膜に囲まれた特に大きな細胞周腔を持っている。[117]
細胞壁と古細菌
ほとんどの古細菌（サーモプラズマとフェロプラズマは除く）は細胞壁を有する。[110]ほとんどの古細菌では、細胞壁は表層タンパク質から組み立てられ、S層を形成する。[118] S層は、細胞の外側を覆うタンパク質分子の硬い配列である（鎖かたびらのように）。[119]この層は化学的保護と物理的保護の両方を提供し、高分子が細胞膜に接触するのを防ぐことができる。[120]細菌とは異なり、古細菌は細胞壁にペプチドグリカンを欠いている。 [121] メタノバクテリアは擬似ペプチドグリカンを含む細胞壁を持ち、これは形態、機能、および物理的構造において真正細菌のペプチドグリカンに似ているが、擬似ペプチドグリカンは化学構造が異なり、D-アミノ酸とN-アセチルムラミン酸を欠き、後者はN-アセチルタロサミヌロン酸に置き換えられている。[120]
古細菌の鞭毛はアーキエラとして知られ、細菌の鞭毛のように機能する。その長い柄は基部の回転モーターによって駆動される。これらのモーターは膜を横切るプロトン勾配によって駆動されるが、アーキエラは構成と発達において著しく異なる。 [116] 2種類の鞭毛は異なる祖先から進化した。細菌の鞭毛はタイプIII分泌システムと共通の祖先を共有しているが、[122] [123]古細菌の鞭毛は細菌のタイプIV線毛から進化したと思われる。[124]細菌の鞭毛は中空で、中央の孔から鞭毛の先端まで移動するサブユニットによって組み立てられるのに対し、古細菌の鞭毛は基部にサブユニットを追加することで合成される。[125]
膜
古細菌の膜は、他のすべての生命体のものとは明らかに異なる分子でできており、古細菌が細菌や真核生物と非常に遠い関係にあることを示している。[126]すべての生物において、細胞膜はリン脂質と呼ばれる分子でできている。これらの分子は、水に溶ける極性部分（リン酸の「頭」）と、水に溶けない「脂っこい」非極性部分（脂質の尾）の両方を持っている。これらの異なる部分はグリセロール部分によってつながっている。水中では、リン脂質はクラスターを形成し、頭は水に面し、尾は水から離れた方向を向いている。細胞膜の主な構造は、これらのリン脂質の二重層であり、脂質二重層と呼ばれる。[127]
古細菌のリン脂質は次の 4 つの点で異常です。
- それらはグリセロール-エーテル脂質で構成された膜を持っていますが、細菌と真核生物は主にグリセロール-エステル 脂質で構成された膜を持っています。[128]違いは、脂質をグリセロール部分に結合させる結合の種類です。2つのタイプは右の図で黄色で示されています。エステル脂質ではこれはエステル結合ですが、エーテル脂質ではこれはエーテル結合です。[129]
- 古細菌のグリセロール部分の立体化学は、他の生物に見られるものと鏡像関係にある。グリセロール部分は、鏡像異性体と呼ばれる互いに鏡像関係にある 2 つの形態で存在することがある。右手が左利きの手袋に簡単にははまらないのと同様に、一方のタイプの鏡像異性体は、他方のタイプの鏡像異性体に適した酵素によって使用または生成されることは通常できない。古細菌のリン脂質はsn -グリセロール-1-リン酸の骨格上に構築されており、これは細菌や真核生物に見られるリン脂質骨格sn -グリセロール-3-リン酸の鏡像異性体である。これは、古細菌が細菌や真核生物と比較してリン脂質の合成にまったく異なる酵素を使用していることを示唆している。このような酵素は生命の歴史の非常に初期に発達しており、他の 2 つのドメインから早期に分岐したことを示している。[126]
- 古細菌の脂質尾部は、他の生物の脂質尾部とは異なり、複数の側枝を持つ長いイソプレノイド鎖をベースとしており、シクロプロパン環やシクロヘキサン環を持つこともある。[130]対照的に、他の生物の膜中の脂肪酸は、側枝や環のない直鎖である。イソプレノイドは多くの生物の生化学において重要な役割を果たしているが、リン脂質を作るためにイソプレノイドを使用するのは古細菌だけである。これらの分岐鎖は、高温で古細菌の膜が漏れるのを防ぐのに役立つ可能性がある。[131]
- 一部の古細菌では、脂質二重層が単層に置き換えられている。実際、古細菌は2つのリン脂質分子の尾部を、2つの極性頭部を持つ1つの分子（双頭型両親媒性分子）に融合する。この融合により、膜がより強固になり、過酷な環境に耐えられるようになる可能性がある。[132]たとえば、フェロプラズマの脂質はこのタイプであり、この生物が酸性度の高い生息地で生存するのに役立つと考えられている。[133]
代謝
古細菌は代謝において多種多様な化学反応を示し、多くのエネルギー源を使用する。これらの反応は、エネルギー源と炭素源に応じて栄養グループに分類される。一部の古細菌は、硫黄やアンモニアなどの無機化合物からエネルギーを得る（化学栄養生物）。これらには、硝化菌、メタン生成菌、嫌気性メタン酸化菌が含まれる。[134]これらの反応では、1つの化合物が別の化合物に電子を渡し（酸化還元反応）、細胞の活動に必要なエネルギーを放出する。1つの化合物は電子供与体として、もう1つは電子受容体として働く。放出されたエネルギーは、真核細胞のミトコンドリアで起こるのと同じ基本プロセスである化学浸透によってアデノシン三リン酸（ATP）を生成するために使用される。 [135]
他のグループの古細菌は太陽光をエネルギー源として利用しますが（光合成生物）、酸素を生成する光合成はこれらの生物では起こりません。[135]多くの基本的な代謝経路はすべての生命体で共有されています。たとえば、古細菌は解糖系の改変型（エントナー・ドゥドロフ経路）と、完全または部分的なクエン酸回路を使用します。[136]他の生物とのこれらの類似点は、生命の歴史における初期の起源と、その高い効率性の両方を反映していると考えられます。[137]
ユーリアクアオータの中には、沼地などの嫌気的環境に生息するメタン生成菌（代謝の結果としてメタンを生成する古細菌）もいる。この形態の代謝は初期に進化しており、最初の自由生活生物がメタン生成菌であった可能性もある。 [138]一般的な反応では、二酸化炭素を電子受容体として使用して水素を酸化する。メタン生成には、補酵素Mやメタノフランなど、これらの古細菌に特有のさまざまな補酵素が関与する。[139]アルコール、酢酸、ギ酸などの他の有機化合物は、メタン生成菌によって代替の電子受容体として使用される。これらの反応は、腸内に生息する古細菌で一般的である。酢酸は、酢酸栄養性古細菌によってメタンと二酸化炭素に直接分解される。これらの酢酸栄養菌はメタノサルシナール目の古細菌であり、バイオガスを生産する微生物群集の主要な部分を占めています。[140]
他の古細菌はCOを使用する
2古細菌は、炭素源として大気中で炭素固定と呼ばれるプロセスを行う（独立栄養生物である）。このプロセスには、高度に改変されたカルビン回路[142]または 3-ヒドロキシプロピオン酸/ 4-ヒドロキシ酪酸回路と呼ばれる別の代謝経路が関与している。[143]熱プロテオータも逆クレブス回路を使用するが、「ユーリアーキオータ」も還元アセチルCoA経路を使用する。[144]炭素固定は無機エネルギー源によって行われる。既知の古細菌で光合成を行うものはない[145]（ハロバクテリウムが唯一の既知の光合成古細菌であるが、光合成とは異なるプロセスを使用する）。古細菌のエネルギー源は非常に多様で、ニトロソプミラレスによるアンモニアの酸化[146] [147]から、酸素または金属イオンを電子受容体として使用するサルフォロバス属の種による硫化水素または元素硫黄の酸化まで多岐にわたる。 [135]
光合成古細菌は光を利用してATPという形で化学エネルギーを生成する。ハロバクテリアでは、バクテリオロドプシンやハロロドプシンなどの光活性化イオンポンプが、細胞膜を介してイオンを細胞外へ出し入れすることでイオン勾配を生成する。これらの電気化学的勾配に蓄えられたエネルギーは、 ATP合成酵素によってATPに変換される。[104]このプロセスは光リン酸化の一種である。これらの光駆動ポンプが膜を越えてイオンを移動させる能力は、タンパク質の中心に埋め込まれたレチノール 補因子の構造が光駆動によって変化することに依存している。 [148]
遺伝学
古細菌は通常、単一の環状染色体を持つが[149]、多くの広古細菌はこの染色体の複数のコピーを持つことが示されている。[150] 2002年時点で知られている最大の古細菌ゲノムは、 メタノサルキナ・アセティボランスの5,751,492塩基対であった。[151]ナノアーキウム・エクイタンスの非常に小さな490,885塩基対ゲノムはこのサイズの10分の1であり、知られている中で最も小さい古細菌ゲノムである。これには、わずか537個のタンパク質をコードする遺伝子しか含まれていないと推定されている。[152 ]プラスミドと呼ばれる、より小さな独立したDNA片も古細菌に見られる。プラスミドは、細菌の接合に似たプロセスで、物理的接触によって細胞間を移動することができる。[153] [154]
古細菌は遺伝的に細菌や真核生物とは異なり、古細菌ゲノムにコードされるタンパク質の最大15%がそのドメインに固有のものであるが、これらの固有の遺伝子のほとんどは機能が不明である。[156]機能が特定されている残りの固有のタンパク質のほとんどはユーリアクアオータに属し、メタン生成に関与している。古細菌、細菌、真核生物が共有するタンパク質は、主に転写、翻訳、ヌクレオチド代謝に関連する細胞機能の共通コアを形成している。[157]古細菌の他の特徴としては、関連機能の遺伝子の構成（同じ代謝経路の段階を触媒して新しいオペロンにする酵素など）や、tRNA遺伝子とそのアミノアシルtRNA合成酵素の大きな違いなどがある。[157]
古細菌における転写は、細菌の転写よりも真核生物の転写に似ており、古細菌のRNAポリメラーゼは真核生物のそれと非常に近いが[149] 、古細菌の翻訳は細菌と真核生物の両方の同等物の兆候を示している。[158]古細菌はRNAポリメラーゼを1種類しか持たないが、転写におけるその構造と機能は真核生物のRNAポリメラーゼIIに近いようで、同様のタンパク質アセンブリ（一般転写因子）がRNAポリメラーゼの遺伝子プロモーターへの結合を指示するが[159]、他の古細菌の転写因子は細菌に見られるものに近い。[160] 転写後修飾は真核生物よりも単純であり、古細菌の遺伝子のほとんどにはイントロンが存在しないが、転移RNA遺伝子とリボソームRNA遺伝子には多くのイントロンが存在する。 [161]また、タンパク質をコードする遺伝子の中にはイントロンが存在するものもある。[162] [163]
遺伝子伝達と遺伝子交換
高度好塩性古細菌であるハロフェラックス・ボルカニは、細胞間に細胞質橋を形成し、DNAをある細胞から別の細胞へ双方向に伝達するために使用されているようです。 [164]
超好熱性古細菌であるSulfolobus solfataricus [165]およびSulfolobus acidocaldarius [166]をDNA損傷性紫外線照射、またはブレオマイシンやマイトマイシンCなどの薬剤に曝露すると、種特異的な細胞凝集が誘導される。S . solfataricusにおける凝集はpHや温度変化などの他の物理的ストレス因子によっては誘導されなかったことから[165] 、凝集はDNA損傷によって特異的に誘導されることが示唆される。Ajonら[166] は、 S. acidocaldariusにおいて紫外線誘導性細胞凝集が高頻度に染色体マーカー交換を媒介することを示した。組換え率は、誘導されていない培養物の組換え率を最大3桁上回った。Frolsら[165] [167]およびAjonら [168] [166]は、細胞凝集がサルフォロバス細胞間の種特異的なDNA転移を促進し、相同組換えによる損傷DNAの修復を促進するという仮説を立てた。この反応は、細胞間の種特異的なDNA転移と関連し、DNA損傷の相同組換え修復につながる、よりよく研究されている細菌形質転換システムに似た、原始的な性的相互作用である可能性がある。[168]
古細菌ウイルス
古細菌は、細菌や真核生物のウイルスとは異なる多様なウイルス圏において、多くのウイルスの標的となっている。これまでに15～18のDNAベースの科に分類されているが、多くの種は分離されておらず、分類を待っている。 [169] [170] [171]これらの科は、非公式には古細菌特異的とコスモポリタンの2つのグループに分けられる。古細菌特異的ウイルスは古細菌種のみを標的とし、現在12の科が含まれる。このグループでは、ボトル型、紡錘型、コイル型、液滴型のウイルスなど、これまで特定されていなかった数多くの独特なウイルス構造が観察されている。 [170]古細菌特異的種の生殖周期やゲノム機構は他のウイルスと似ているかもしれないが、感染する宿主細胞の形態に応じて特に発達した独特な特徴を有している。[169]バクテリオファージは一般に、溶菌経路、溶原性経路、または（まれに）その2つが混在する経路をたどります。[172]ほとんどの古細菌特異的ウイルス株は、宿主と安定した、ある程度溶原性の関係を維持しており、これは慢性感染のように見えます。これには、宿主細胞を殺さずに、徐々に継続的にウイルス粒子が生成され、放出されることが含まれます。 [173] Prangishyili（2013）は、尾のある古細菌ファージは、ハロアーキア種に感染できるバクテリオファージに由来するという仮説が立てられていることを指摘しました。この仮説が正しければ、古細菌特異的グループの残りを構成する他の二本鎖DNAウイルスは、世界的なウイルスコミュニティの中で独自のグループであると結論付けることができます。Krupovic et al. （2018）は、水平遺伝子伝播のレベルの高さ、ウイルスゲノムの急速な変異率、普遍的な遺伝子配列の欠如により、研究者は古細菌ウイルスの進化経路をネットワークとして認識するようになったと述べています。このネットワークとグローバルウイルス圏の系統発生マーカー間の類似性の欠如、および非ウイルス要素への外部リンクは、いくつかの種の古細菌特異的ウイルスが非ウイルス性の可動性遺伝要素（MGE）から進化したことを示唆している可能性があります。[170]
これらのウイルスは好熱菌、特にサルフォロバレス目とサーモプロテアレス目において最も詳細に研究されている。[174]古細菌に感染する一本鎖DNAウイルスの2つのグループが最近分離されている。1つのグループは好塩性古細菌に感染するハロルブルム多形性ウイルス1（プレオリポウイルス科）によって例示され、[175]もう1つのグループは超好熱性（90〜95℃で最適増殖）宿主に感染するエアロピルムコイル状ウイルス（スピラウイルス科）によって例示される。 [176]注目すべきことに、後者のウイルスは現在報告されているssDNAゲノムの中で最大である。これらのウイルスに対する防御には、ウイルスの遺伝子に関連する反復DNA配列からのRNA干渉が関与している可能性がある。[177] [178]
再生
古細菌は二分裂または多重分裂、断片化、出芽によって無性生殖する。有糸分裂と減数分裂は起こらないため、古細菌の種が複数の形で存在する場合、すべて同じ遺伝物質を持つ。[104] 細胞分裂は細胞周期で制御され、細胞の染色体が複製され、2つの娘染色体が分離した後、細胞は分裂する。[179]サルフォロバス属では、この周期は細菌系と真核生物系の両方に似た特徴を持つ。染色体は、同等の真核生物酵素に似たDNAポリメラーゼを使用して、複数の開始点（複製起点）から複製される。[180]
真核古細菌では、細胞の周りに収縮リングを形成する細胞分裂タンパク質FtsZと、細胞の中心を横切るように構築される隔壁の構成要素は、細菌の同等物と類似している。 [179]クレン[181] [182]およびタウマルカ[183]では、細胞分裂機構Cdvが同様の役割を果たしている。この機構は真核生物のESCRT-III機構に関連しており、この機構は細胞選別の役割で最もよく知られているが、分裂した細胞間の分離の役割も果たしていることがわかっており、細胞分裂における祖先的な役割を示唆している。[184]
細菌と真核生物は両方とも胞子を作るが、古細菌は胞子を作ることはない。[185]ハロアーキアのいくつかの種は表現型の切り替えを経て、浸透圧ショックに耐性があり、低塩濃度の水中でも古細菌が生存できる厚い壁の構造を含むいくつかの異なる細胞型として成長するが、これらは生殖構造ではなく、むしろ新しい生息地に到達するのに役立つ可能性がある。[186]
行動
コミュニケーション
クオラムセンシングはもともと古細菌には存在しないと考えられていたが、最近の研究では、一部の種がクオラムセンシングを介してクロストークを行うことができるという証拠が示されている。他の研究では、バイオフィルムの成長中に古細菌と細菌の間で共栄養的な相互作用が示された。古細菌のクオラムセンシングに関する研究は限られているが、いくつかの研究では古細菌種でLuxRタンパク質が発見され、細菌のLuxRとの類似性を示し、最終的に高密度通信に使用される小分子の検出が可能になった。細菌と同様に、古細菌のLuxRソロはAHL（ラクトン）および非AHLリガンに結合することが示されており、これはクオラムセンシングを介して種内、種間、界間の通信を行う上で大きな役割を果たしている。[187]
エコロジー
生息地
古細菌は広範囲の生息地に存在し、現在では地球規模の生態系の主要な部分として認識されており、[18]海洋の微生物細胞の約20％を占める可能性がある。[188]しかし、最初に発見された古細菌は極限環境生物であった。[134]実際、一部の古細菌は、間欠泉、黒煙、油井などで見られるように、100℃（212℉）を超える高温でも生き延びる。 その他の一般的な生息地には、非常に寒い生息地や、塩分、酸性、またはアルカリ性の高水が含まれるが、古細菌には、沼地や湿地、下水、海洋、動物の腸管、土壌などの温暖な条件で生育する中温菌も含まれる。[7] [18] PGPRと同様に、古細菌は現在、植物成長促進源としても考えられている。[7]
極限環境古細菌は4つの主要な生理学的グループに属している。これらは好塩菌、好熱菌、好アルカリ菌、好酸性菌である。[189]これらのグループは包括的でも門特異的でもなく、また一部の古細菌は複数のグループに属しているため、相互に排他的でもない。それでも、分類の出発点としては有用である。[190]
ハロバクテリウム属を含む好塩菌は、塩湖などの非常に塩分濃度の高い環境に生息し、塩分濃度が20～25%を超えると細菌よりも数が多くなります。[134]好熱菌は、温泉などの45℃（113℉）を超える温度で最もよく成長します。超好熱古細菌は、80℃（176℉）を超える温度で最もよく成長します。 [191]古細菌のメタノピルス・カンドレリ株116は、122℃（252℉）でも繁殖することができ、これは生物の最高記録温度です。[192]
他の古細菌は非常に酸性またはアルカリ性の条件で存在します。[189]たとえば、最も極端な好酸性古細菌の1つはピクロフィラス・トリダスで、pH 0で成長しますが、これは1.2モルの 硫酸で繁殖するのと同等です 。[193]
この極限環境への耐性により、古細菌は地球外生命の可能性のある特性についての推測の焦点となっています。[194]いくつかの極限環境微生物の生息地は火星のものと似ており、[195]生存可能な微生物が隕石によって惑星間で移動できる可能性があるという示唆につながっています。[196]
最近、いくつかの研究により、古細菌は中温および高温環境だけでなく、低温環境にも存在し、時には大量に存在することが示されています。たとえば、古細菌は極地の海などの冷たい海洋環境でよく見られます。[197]さらに重要なのは、世界中の海洋の非極端でない生息地で、プランクトン群集（ピコプランクトンの一部として）の中に多数の古細菌が見つかることです。[198]これらの古細菌は非常に大量に存在することがありますが（微生物バイオマスの最大40％）、これらの種のほとんどは分離され、純粋培養で研究されていません。[199]そのため、海洋生態学における古細菌の役割に関する私たちの理解は初歩的であり、地球規模の生物地球化学的循環への完全な影響はほとんど未解明のままです。[200]一部の海洋性熱原生生物は硝化能力を有しており、これらの生物が海洋の窒素循環に影響を与える可能性があることを示唆しているが、[146]これらの海洋性熱原生生物は他のエネルギー源も利用している可能性がある。[201]
海底を覆う堆積物には膨大な数の古細菌も見られ、これらの生物は海底下1メートル以上の深さで生きている細胞の大部分を占めています。[202] [203]すべての海洋表層堆積物（水深1000〜10,000メートル）において、ウイルス感染の影響は細菌よりも古細菌の方が大きく、ウイルスによって引き起こされる古細菌の溶解は死滅した微生物バイオマスの最大3分の1を占め、その結果、世界中で年間約0.3〜0.5ギガトンの炭素が放出されることが実証されています。[204]
化学サイクルにおける役割
古細菌は、さまざまな生息地を通じて炭素、窒素、硫黄などの元素をリサイクルします。 [205]古細菌は窒素循環の多くのステップを実行します。これには、生態系から窒素を除去する反応（硝酸塩ベースの呼吸や脱窒など）と窒素を導入するプロセス（硝酸塩の同化や窒素固定など）の両方が含まれます。[206] [207]
研究者らは最近、アンモニア酸化反応に古細菌が関与していることを発見した。これらの反応は海洋において特に重要である。[147] [208]古細菌は土壌中のアンモニア酸化にも重要な役割を果たしているようだ。古細菌は亜硝酸塩を生成し、それを他の微生物が酸化して硝酸塩にする。植物や他の生物は後者を消費する。[209]
硫黄循環では、硫黄化合物を酸化して成長する古細菌が岩石からこの元素を放出し、他の生物が利用できるようにしますが、サルフォロバスなどのこれを行う古細菌は廃棄物として硫酸を生成するため、廃鉱山でこれらの生物が成長すると、酸性鉱山排水やその他の環境被害に寄与する可能性があります。[210]
炭素循環において、メタン生成古細菌は水素を除去し、堆積物、湿地、下水処理場などの嫌気性生態系で分解者として働く微生物の集団による有機物の分解に重要な役割を果たします。[211]
他の生物との相互作用
古細菌と他の生物との間のよく特徴付けられた相互作用は、相互的または共生的である。既知の古細菌病原体または寄生虫の明確な例はないが[212] [213]、メタン生成菌のいくつかの種は口腔感染症に関与していると示唆されており[214] [ 215]、ナノアーキウム・エクイタンスは、クレナーキア・イグニコッカス・ホスピタリスの細胞内でのみ生存し、繁殖することから、別の種の古細菌の寄生虫である可能性があり[152] 、宿主に利益をもたらさないようである[216]。
相互主義
相利共生とは、異なる種の個体間の相互作用であり、相互作用する集団の一人当たりの繁殖および/または生存にプラス（有益な）効果をもたらします。相利共生のよく知られた例の1つは、反芻動物やシロアリなど、セルロースを消化する動物の消化管における原生動物とメタン生成古細菌の相互作用です。[217]これらの嫌気性環境では、原生動物は植物のセルロースを分解してエネルギーを得ます。このプロセスでは廃棄物として水素が放出されますが、水素レベルが高いとエネルギー生産が減少します。メタン生成菌が水素をメタンに変換すると、原生動物はより多くのエネルギーの恩恵を受けます。[218]
Plagiopyla frontata、Trimyema、Heterometopus、Metopus contortusなどの嫌気性原生動物では、古細菌が原生動物の中に住み、そのハイドロジェノソームで生成された水素を消費します。[219] [220] [221] [222] [223]古細菌はより大きな生物とも共生しています。例えば、海洋古細菌Cenarchaeum symbiosumは、海綿動物Axinella mexicanaの共生生物です。[224]
片利共生
一部の古細菌は共生関係にあり、他の生物を助けたり傷つけたりすることなく共生関係から利益を得ている。例えば、メタン生成菌であるメタノブレビバクター・スミティは、ヒトの細菌叢で圧倒的に最も一般的な古細菌であり、ヒトの腸内原核生物の約10分の1を占めている。[225]シロアリやヒトでは、これらのメタン生成菌は実際には共生関係にあり、消化を助けるために腸内の他の微生物と相互作用している可能性がある。[226]古細菌群集は、サンゴの表面、[227]や植物の根を取り囲む土壌領域（根圏）など、さまざまな他の生物と共生している。[228] [229]
寄生
古細菌は歴史的に病原体であるという評判はないが、大腸菌のようなより一般的な病原体と類似したゲノムを持つものがしばしば発見されており[230] 、今日の病原体との代謝的つながりや進化の歴史を示している。古細菌はより具体的な種に分類されていないため、臨床研究では一貫して検出されていない。[231]
技術と産業における意義
好極限性古細菌、特に熱や極端な酸性およびアルカリ性に耐性のあるものは、このような厳しい条件下で機能する酵素の供給源となる。 [232] [233]これらの酵素は多くの用途がある。例えば、ピロコッカス・フリオサス由来のPfu DNAポリメラーゼなどの耐熱性DNAポリメラーゼは、ポリメラーゼ連鎖反応をDNAクローニングの単純かつ迅速な技術として研究に使用できるようにすることで、分子生物学に革命をもたらした。産業界では、100℃（212℉）を超える温度で機能する他の種のピロコッカス由来のアミラーゼ、ガラクトシダーゼ、プルラナーゼにより、低乳糖ミルクやホエーの製造など、高温での食品加工が可能になっている。[234]これらの好熱性古細菌由来の酵素は有機溶媒中でも非常に安定している傾向があるため、有機化合物を合成するグリーンケミストリーにおける環境に優しいプロセスで使用することができる。[233]この安定性により、構造生物学での使用が容易になります。その結果、極限環境古細菌由来の細菌酵素や真核生物酵素の対応物は、構造研究でよく使用されます。[235]
古細菌酵素の応用範囲とは対照的に、バイオテクノロジーにおける生物自体の利用はあまり進んでいない。メタン生成古細菌は嫌気性消化を行いバイオガスを生成する微生物群の一部であるため、下水処理に不可欠な部分である。[236]鉱物処理では、好酸性古細菌は金、コバルト、銅などの金属を鉱石から抽出するのに有望である。[237]
古細菌は、潜在的に有用な抗生物質の新しいクラスを保有している。これらのアーキオシンのいくつかは特徴付けられているが、特にハロアーキアとサルフォロバスにはさらに数百のアーキオシンが存在すると考えられている。これらの化合物は細菌の抗生物質とは構造が異なるため、新しい作用機序を持つ可能性がある。さらに、古細菌の分子生物学で使用するための新しい選択マーカーの作成を可能にする可能性がある。 [238]
参照
- 好気性メタン生成
- 最も古い生命体
- 古細菌の属の一覧
- 配列決定された古細菌ゲノムのリスト
- 核局在配列
- スターラップタンパク質ドメイン
- 驚くべき古細菌（書籍）
- 生物の自然システムに向けて：古細菌、細菌、真核生物の領域に関する提案
- 超好熱古細菌のユニークな特性
- 細菌門の分岐順序（ゲノム分類データベース、2018 年）
参考文献
- ^ abc Woese CR、Kandler O、Wheelis ML (1990 年 6 月)。「生物の自然システムに向けて: 古細菌、細菌、真核生物の領域に関する提案」。米国科学アカデミー紀要。87 ( 12): 4576–9。Bibcode :1990PNAS...87.4576W。doi : 10.1073 / pnas.87.12.4576。PMC 54159。PMID 2112744。
- ^ ab Petitjean C, Deschamps P, López-García P, Moreira D (2014年12月). 「系統ゲノム解析による古細菌ドメインの特定は、新王国プロテオアーキオータの基盤を裏付ける」. Genome Biology and Evolution . 7 (1): 191–204. doi :10.1093/gbe/evu274. PMC 4316627. PMID 25527841 .
- ^ ab NCBI の古細菌分類ページ
- ^ Pace NR (2006年5月). 「変化の時」. Nature . 441 (7091): 289. Bibcode :2006Natur.441..289P. doi : 10.1038/441289a . PMID 16710401. S2CID 4431143.
- ^ Stoeckenius W (1981年10月). 「ウォルズビーの正方形細菌：直交原核生物の微細構造」. Journal of Bacteriology . 148 (1): 352–60. doi : 10.1128/JB.148.1.352-360.1981. PMC 216199. PMID 7287626.
- ^ 「古細菌の基礎生物学」2018年3月。
- ^ abcd Chow C、Padda KP、Puri A 、 Chanway CP（2022年9月）。「現代の問題に対する古風なアプローチ：持続可能な農業のための内生古細菌」。Current Microbiology。79（11）：322。doi ： 10.1007 /s00284-022-03016-y。PMID 36125558。S2CID 252376815 。
- ^ Bang C, Schmitz RA (2015年9月). 「人間の表面に関連する古細菌：過小評価してはならない」. FEMS微生物レビュー. 39 (5): 631–48. doi : 10.1093/femsre/fuv010 . PMID 25907112.
- ^ Moissl-Eichinger C、Pausan M、Taffner J、Berg G、Bang C、Schmitz RA（2018年1月）。「古細菌は複雑なマイクロバイオームの相互作用する構成要素である」。Trends in Microbiology。26（1）：70–85。doi ：10.1016/ j.tim.2017.07.004。PMID 28826642 。
- ^ Staley JT (2006 年 11 月)。「細菌種のジレンマとゲノム系統学的種概念」。ロンドン王立協会哲学論文集。シリーズ B、生物科学。361 ( 1475 ): 1899–909。doi : 10.1098/rstb.2006.1914。PMC 1857736。PMID 17062409。
- ^ Zuckerkandl E, Pauling L (1965年3月). 「進化史の記録としての分子」. Journal of Theoretical Biology . 8 (2): 357–66. Bibcode :1965JThBi...8..357Z. doi :10.1016/0022-5193(65)90083-4. PMID 5876245.
- ^ Parks DH、Chuvochina M、Waite DW、Rinke C、Skarshewski A、Chaumeil PA、Hugenholtz P (2018 年 11 月)。「ゲノム系統発生に基づく標準化された細菌分類法が生命の樹を大幅に改訂」。Nature Biotechnology。36 ( 10 ) : 996–1004。doi :10.1038/nbt.4229。PMID 30148503。S2CID 52093100 。
- ^ abcd Woese CR, Fox GE (1977年11月). 「原核生物ドメインの系統学的構造：主要な王国」.米国科学アカデミー紀要. 74 (11): 5088–90. Bibcode :1977PNAS...74.5088W. doi : 10.1073/pnas.74.11.5088 . PMC 432104. PMID 270744 .
- ^ Sapp J (2009). 進化の新たな基礎: 生命の樹について。ニューヨーク: オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-973438-2。
- ^ 「古細菌」。メリアム・ウェブスターオンライン辞書。2008年。 2008年7月1日閲覧。
- ^ Magrum LJ、Luehrsen KR、 Woese CR (1978 年 5 月)。「高度好塩菌は実際には「細菌」なのか?」。 Journal of Molecular Evolution。11 ( 1): 1–8。Bibcode :1978JMolE..11....1M。doi : 10.1007/bf01768019。PMID 660662。S2CID 1291732 。
- ^ Stetter KO (1996). 「生命の歴史における超好熱菌」Ciba Foundation Symposium 202 : 1–10、ディスカッション 11–8。PMID 9243007 。
- ^ abc DeLong EF (1998年12月)。「すべてを適度に: 非極限環境細菌としての古細菌」「遺伝学と発達に関する現在の意見。8 （6）：649–54。doi ： 10.1016 / S0959-437X（98）80032-4。PMID 9914204。
- ^ Theron J, Cloete TE (2000). 「自然環境における微生物の多様性とコミュニティ構造を決定するための分子技術」Critical Reviews in Microbiology 26 ( 1): 37–57. doi :10.1080/10408410091154174. PMID 10782339. S2CID 5829573.
- ^ Schmidt TM (2006年9月). 「微生物生態学の成熟」(PDF) . International Microbiology . 9 (3): 217–23. PMID 17061212. 2008年9月11日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。
- ^ Gevers D, Dawyndt P, Vandamme P, Willems A, Vancanneyt M, Swings J, et al. (2006 年 11 月). 「新しい原核生物分類への足がかり」. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences . 361 (1475): 1911–16. doi :10.1098/rstb.2006.1915. PMC 1764938. PMID 17062410 .
- ^ ab Robertson CE、Harris JK、Spear JR、Pace NR（2005年12月）。「環境古細菌の系統学的多様性と生態学」。Current Opinion in Microbiology。8（6）：638–642。doi ： 10.1016 /j.mib.2005.10.003。PMID 16236543 。
- ^ Huber H、Hohn MJ、Rachel R、Fuchs T、Wimmer VC、Stetter KO (2002 年 5 月)。「ナノサイズの超好熱性共生菌によって表される新しい古細菌門」。Nature . 417 ( 6884 ): 63–67。Bibcode : 2002Natur.417 ... 63H。doi : 10.1038/417063a。PMID 11986665。S2CID 4395094。
- ^ Barns SM, Delwiche CF, Palmer JD, Pace NR (August 1996). "Perspectives on archaeal diversity, thermophily and monophyly from environmental rRNA sequences". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93 (17): 9188–93. Bibcode:1996PNAS...93.9188B. doi:10.1073/pnas.93.17.9188. PMC 38617. PMID 8799176.
- ^ Elkins JG, Podar M, Graham DE, Makarova KS, Wolf Y, Randau L, et al. (June 2008). "A korarchaeal genome reveals insights into the evolution of the Archaea". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (23): 8102–07. Bibcode:2008PNAS..105.8102E. doi:10.1073/pnas.0801980105. PMC 2430366. PMID 18535141.
- ^ Baker BJ, Tyson GW, Webb RI, Flanagan J, Hugenholtz P, Allen EE, Banfield JF (December 2006). "Lineages of acidophilic archaea revealed by community genomic analysis". Science. 314 (5807): 1933–35. Bibcode:2006Sci...314.1933B. doi:10.1126/science.1132690. PMID 17185602. S2CID 26033384.
- ^ Baker BJ, Comolli LR, Dick GJ, Hauser LJ, Hyatt D, Dill BD, et al. (May 2010). "Enigmatic, ultrasmall, uncultivated Archaea". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (19): 8806–11. Bibcode:2010PNAS..107.8806B. doi:10.1073/pnas.0914470107. PMC 2889320. PMID 20421484.
- ^ Guy L, Ettema TJ (December 2011). "The archaeal 'TACK' superphylum and the origin of eukaryotes". Trends in Microbiology. 19 (12): 580–87. doi:10.1016/j.tim.2011.09.002. PMID 22018741.
- ^ a b Zaremba-Niedzwiedzka K, Caceres EF, Saw JH, Bäckström D, Juzokaite L, Vancaester E, et al. (January 2017). "Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity" (PDF). Nature. 541 (7637): 353–58. Bibcode:2017Natur.541..353Z. doi:10.1038/nature21031. OSTI 1580084. PMID 28077874. S2CID 4458094.
- ^ Nina Dombrowski, Jun-Hoe Lee, Tom A Williams, Pierre Offre, Anja Spang (2019). Genomic diversity, lifestyles and evolutionary origins of DPANN archaea. Nature.
- ^ a b Williams TA, Szöllősi GJ, Spang A, Foster PG, Heaps SE, Boussau B, et al. (June 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. Bibcode:2017PNAS..114E4602W. doi:10.1073/pnas.1618463114. PMC 5468678. PMID 28533395.
- ^ a b 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. doi:10.1016/j.cell.2018.02.016. PMID 29522741.
- ^ a b "GTDB release 08-RS214". Genome Taxonomy Database. Retrieved 6 December 2021.
- ^ a b "ar53_r214.sp_label". Genome Taxonomy Database. Retrieved 10 May 2023.
- ^ a b "Taxon History". Genome Taxonomy Database. Retrieved 6 December 2021.
- ^ Seitz KW, Dombrowski N, Eme L, Spang A, Lombard J, Sieber JR, et al. (April 2019). "Asgard archaea capable of anaerobic hydrocarbon cycling". Nature Communications. 10 (1): 1822. Bibcode:2019NatCo..10.1822S. doi:10.1038/s41467-019-09364-x. PMC 6478937. PMID 31015394.
- ^ de Queiroz K (May 2005). "Ernst Mayr and the modern concept of species". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102 (Supplement 1): 6600–6007. Bibcode:2005PNAS..102.6600D. doi:10.1073/pnas.0502030102. PMC 1131873. PMID 15851674.
- ^ Eppley JM, Tyson GW, Getz WM, Banfield JF (September 2007). "Genetic exchange across a species boundary in the archaeal genus ferroplasma". Genetics. 177 (1): 407–16. doi:10.1534/genetics.107.072892. PMC 2013692. PMID 17603112.
- ^ Papke RT, Zhaxybayeva O, Feil EJ, Sommerfeld K, Muise D, Doolittle WF (August 2007). "Searching for species in haloarchaea". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (35): 14092–97. Bibcode:2007PNAS..10414092P. doi:10.1073/pnas.0706358104. PMC 1955782. PMID 17715057.
- ^ Kunin V, Goldovsky L, Darzentas N, Ouzounis CA (July 2005). "The net of life: reconstructing the microbial phylogenetic network". Genome Research. 15 (7): 954–59. doi:10.1101/gr.3666505. PMC 1172039. PMID 15965028.
- ^ Hugenholtz P (2002). "Exploring prokaryotic diversity in the genomic era". Genome Biology. 3 (2): REVIEWS0003. doi:10.1186/gb-2002-3-2-reviews0003. PMC 139013. PMID 11864374.
- ^ Rappé MS, Giovannoni SJ (2003). "The uncultured microbial majority" (PDF). Annual Review of Microbiology. 57: 369–94. doi:10.1146/annurev.micro.57.030502.090759. PMID 14527284. S2CID 10781051. Archived from the original (PDF) on 2 March 2019.
- ^ Oren A, Garrity GM (2021). "Valid publication of the names of forty-two phyla of prokaryotes". Int J Syst Evol Microbiol. 71 (10): 5056. doi:10.1099/ijsem.0.005056. PMID 34694987. S2CID 239887308.
- ^ Göker, Markus; Oren, Aharon (11 September 2023). "Valid publication of four additional phylum names". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 73 (9). doi:10.1099/ijsem.0.006024.
- ^ "Age of the Earth". U.S. Geological Survey. 1997. Archived from the original on 23 December 2005. Retrieved 10 January 2006.
- ^ Dalrymple GB (2001). "The age of the Earth in the twentieth century: a problem (mostly) solved". Special Publications, Geological Society of London. 190 (1): 205–21. Bibcode:2001GSLSP.190..205D. doi:10.1144/GSL.SP.2001.190.01.14. S2CID 130092094.
- ^ Manhesa G, Allègre CJ, Dupréa B, Hamelin B (1980). "Lead isotope study of basic-ultrabasic layered complexes: Speculations about the age of the earth and primitive mantle characteristics". Earth and Planetary Science Letters. 47 (3): 370–82. Bibcode:1980E&PSL..47..370M. doi:10.1016/0012-821X(80)90024-2.
- ^ de Duve C (October 1995). "The Beginnings of Life on Earth". American Scientist. Archived from the original on 6 June 2017. Retrieved 15 January 2014.
- ^ Timmer J (4 September 2012). "3.5 billion year old organic deposits show signs of life". Ars Technica. Retrieved 15 January 2014.
- ^ Ohtomo Y, Kakegawa T, Ishida A, Nagase T, Rosingm MT (8 December 2013). "Evidence for biogenic graphite in early Archaean Isua metasedimentary rocks". Nature Geoscience. 7 (1): 25. Bibcode:2014NatGe...7...25O. doi:10.1038/ngeo2025.
- ^ Borenstein S (13 November 2013). "Oldest fossil found: Meet your microbial mom". Associated Press. Retrieved 15 November 2013.
- ^ Noffke N, Christian D, Wacey D, Hazen RM (December 2013). "Microbially induced sedimentary structures recording an ancient ecosystem in the ca. 3.48 billion-year-old Dresser Formation, Pilbara, Western Australia". Astrobiology. 13 (12): 1103–24. Bibcode:2013AsBio..13.1103N. doi:10.1089/ast.2013.1030. PMC 3870916. PMID 24205812.
- ^ Borenstein S (19 October 2015). "Hints of life on what was thought to be desolate early Earth". Excite. Yonkers, NY: Mindspark Interactive Network. Associated Press. Retrieved 20 October 2015.
- ^ Bell EA, Boehnke P, Harrison TM, Mao WL (November 2015). "Potentially biogenic carbon preserved in a 4.1 billion-year-old zircon" (PDF). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (47). National Academy of Sciences: 14518–21. Bibcode:2015PNAS..11214518B. doi:10.1073/pnas.1517557112. PMC 4664351. PMID 26483481.
- ^ Schopf JW (June 2006). "Fossil evidence of Archaean life". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 361 (1470): 869–85. doi:10.1098/rstb.2006.1834. PMC 1578735. PMID 16754604.
- ^ Chappe B, Albrecht P, Michaelis W (July 1982). "Polar lipids of archaebacteria in sediments and petroleums". Science. 217 (4554): 65–66. Bibcode:1982Sci...217...65C. doi:10.1126/science.217.4554.65. PMID 17739984. S2CID 42758483.
- ^ Brocks JJ, Logan GA, Buick R, Summons RE (August 1999). "Archean molecular fossils and the early rise of eukaryotes". Science. 285 (5430): 1033–36. Bibcode:1999Sci...285.1033B. CiteSeerX 10.1.1.516.9123. doi:10.1126/science.285.5430.1033. PMID 10446042.
- ^ Rasmussen B, Fletcher IR, Brocks JJ, Kilburn MR (October 2008). "Reassessing the first appearance of eukaryotes and cyanobacteria". Nature. 455 (7216): 1101–4. Bibcode:2008Natur.455.1101R. doi:10.1038/nature07381. PMID 18948954. S2CID 4372071.
- ^ Hahn J, Haug P (1986). "Traces of Archaebacteria in ancient sediments". System Applied Microbiology. 7 (Archaebacteria '85 Proceedings): 178–83. doi:10.1016/S0723-2020(86)80002-9.
- ^ Wang M, Yafremava LS, Caetano-Anollés D, Mittenthal JE, Caetano-Anollés G (November 2007). "Reductive evolution of architectural repertoires in proteomes and the birth of the tripartite world". Genome Research. 17 (11): 1572–85. doi:10.1101/gr.6454307. PMC 2045140. PMID 17908824.
- ^ Woese CR, Gupta R (January 1981). "Are archaebacteria merely derived 'prokaryotes'?". Nature. 289 (5793): 95–96. Bibcode:1981Natur.289...95W. doi:10.1038/289095a0. PMID 6161309. S2CID 4343245.
- ^ a b c Woese C (June 1998). "The universal ancestor". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (12): 6854–59. Bibcode:1998PNAS...95.6854W. doi:10.1073/pnas.95.12.6854. PMC 22660. PMID 9618502.
- ^ a b Kandler OT (August 1998). "The early diversification of life and the origin of the three domains: a proposal.". In Wiegel J, Adams WW (eds.). Thermophiles: the keys to molecular evolution and the origin of life. Athens: Taylor and Francis. pp. 19–31. ISBN 978-1-4822-7304-5.
- ^ Gribaldo S, Brochier-Armanet C (June 2006). "The origin and evolution of Archaea: a state of the art". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 361 (1470): 1007–22. doi:10.1098/rstb.2006.1841. PMC 1578729. PMID 16754611.
- ^ a b Woese CR (March 1994). "There must be a prokaryote somewhere: microbiology's search for itself". Microbiological Reviews. 58 (1): 1–9. doi:10.1128/MMBR.58.1.1-9.1994. PMC 372949. PMID 8177167.
- ^ Information is from Willey JM, Sherwood LM, Woolverton CJ. Microbiology 7th ed. (2008), Ch. 19 pp. 474–475, except where noted.
- ^ Heimerl T, Flechsler J, Pickl C, Heinz V, Salecker B, Zweck J, Wanner G, Geimer S, Samson RY, Bell SD, Huber H, Wirth R, Wurch L, Podar M, Rachel R (13 June 2017). "A Complex Endomembrane System in the Archaeon Ignicoccus hospitalis Tapped by Nanoarchaeum equitans". Frontiers in Microbiology. 8: 1072. doi:10.3389/fmicb.2017.01072. PMC 5468417. PMID 28659892.
- ^ Jurtshuk P (1996). "Bacterial Metabolism". Medical Microbiology (4th ed.). Galveston (TX): University of Texas Medical Branch at Galveston. ISBN 9780963117212. PMID 21413278.
- ^ Howland JL (2000). The Surprising Archaea: Discovering Another Domain of Life. Oxford: Oxford University Press. pp. 25–30. ISBN 978-0-19-511183-5.
- ^ a b c Cavicchioli R (January 2011). "Archaea—timeline of the third domain". Nature Reviews. Microbiology. 9 (1): 51–61. doi:10.1038/nrmicro2482. PMID 21132019. S2CID 21008512.
- ^ Gupta RS, Shami A (February 2011). "Molecular signatures for the Crenarchaeota and the Thaumarchaeota". Antonie van Leeuwenhoek. 99 (2): 133–57. doi:10.1007/s10482-010-9488-3. PMID 20711675. S2CID 12874800.
- ^ Gao B, Gupta RS (March 2007). "Phylogenomic analysis of proteins that are distinctive of Archaea and its main subgroups and the origin of methanogenesis". BMC Genomics. 8: 86. doi:10.1186/1471-2164-8-86. PMC 1852104. PMID 17394648.
- ^ Gupta RS, Naushad S, Baker S (March 2015). "Phylogenomic analyses and molecular signatures for the class Halobacteria and its two major clades: a proposal for division of the class Halobacteria into an emended order Halobacteriales and two new orders, Haloferacales ord. nov. and Natrialbales ord. nov., containing the novel families Haloferacaceae fam. nov. and Natrialbaceae fam. nov". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 65 (Pt 3): 1050–69. doi:10.1099/ijs.0.070136-0. PMID 25428416.
- ^ Deppenmeier U (2002). The unique biochemistry of methanogenesis. Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology. Vol. 71. pp. 223–83. doi:10.1016/s0079-6603(02)71045-3. ISBN 978-0-12-540071-8. PMID 12102556.
- ^ Martin W, Russell MJ (January 2003). "On the origins of cells: a hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 358 (1429): 59–85. doi:10.1098/rstb.2002.1183. PMC 1693102. PMID 12594918.
- ^ Jordan SF, Nee E, Lane N (December 2019). "Isoprenoids enhance the stability of fatty acid membranes at the emergence of life potentially leading to an early lipid divide". Interface Focus. 9 (6): 20190067. doi:10.1098/rsfs.2019.0067. PMC 6802135. PMID 31641436.
- ^ Ciccarelli FD, Doerks T, von Mering C, Creevey CJ, Snel B, Bork P (March 2006). "Toward automatic reconstruction of a highly resolved tree of life". Science. 311 (5765): 1283–87. Bibcode:2006Sci...311.1283C. CiteSeerX 10.1.1.381.9514. doi:10.1126/science.1123061. PMID 16513982. S2CID 1615592.
- ^ Koonin EV, Mushegian AR, Galperin MY, Walker DR (August 1997). "Comparison of archaeal and bacterial genomes: computer analysis of protein sequences predicts novel functions and suggests a chimeric origin for the archaea". Molecular Microbiology. 25 (4): 619–37. doi:10.1046/j.1365-2958.1997.4821861.x. PMID 9379893. S2CID 36270763.
- ^ a b c d e Gupta RS (December 1998). "Protein phylogenies and signature sequences: A reappraisal of evolutionary relationships among archaebacteria, eubacteria, and eukaryotes". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 62 (4): 1435–91. doi:10.1128/MMBR.62.4.1435-1491.1998. PMC 98952. PMID 9841678.
- ^ Koch AL (April 2003). "Were Gram-positive rods the first bacteria?". Trends in Microbiology. 11 (4): 166–70. doi:10.1016/S0966-842X(03)00063-5. PMID 12706994.
- ^ a b c Gupta RS (August 1998). "What are archaebacteria: life's third domain or monoderm prokaryotes related to gram-positive bacteria? A new proposal for the classification of prokaryotic organisms". Molecular Microbiology. 29 (3): 695–707. doi:10.1046/j.1365-2958.1998.00978.x. PMID 9723910. S2CID 41206658.
- ^ Gogarten JP (November 1994). "Which is the most conserved group of proteins? Homology-orthology, paralogy, xenology, and the fusion of independent lineages". Journal of Molecular Evolution. 39 (5): 541–43. Bibcode:1994JMolE..39..541G. doi:10.1007/bf00173425. PMID 7807544. S2CID 44922755.
- ^ Brown JR, Masuchi Y, Robb FT, Doolittle WF (June 1994). "Evolutionary relationships of bacterial and archaeal glutamine synthetase genes". Journal of Molecular Evolution. 38 (6): 566–76. Bibcode:1994JMolE..38..566B. doi:10.1007/BF00175876. PMID 7916055. S2CID 21493521.
- ^ Katz LA (September 2015). "Recent events dominate interdomain lateral gene transfers between prokaryotes and eukaryotes and, with the exception of endosymbiotic gene transfers, few ancient transfer events persist". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 370 (1678): 20140324. doi:10.1098/rstb.2014.0324. PMC 4571564. PMID 26323756.
- ^ a b c Gupta RS (2000). "The natural evolutionary relationships among prokaryotes". Critical Reviews in Microbiology. 26 (2): 111–31. CiteSeerX 10.1.1.496.1356. doi:10.1080/10408410091154219. PMID 10890353. S2CID 30541897.
- ^ Gupta RS (2005). "Molecular Sequences and the Early History of Life". In Sapp J (ed.). Microbial Phylogeny and Evolution: Concepts and Controversies. New York: Oxford University Press. pp. 160–183.
- ^ Cavalier-Smith T (January 2002). "The neomuran origin of archaebacteria, the negibacterial root of the universal tree and bacterial megaclassification". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 52 (Pt 1): 7–76. doi:10.1099/00207713-52-1-7. PMID 11837318.
- ^ Valas RE, Bourne PE (February 2011). "The origin of a derived superkingdom: how a gram-positive bacterium crossed the desert to become an archaeon". Biology Direct. 6: 16. doi:10.1186/1745-6150-6-16. PMC 3056875. PMID 21356104.
- ^ Skophammer RG, Herbold CW, Rivera MC, Servin JA, Lake JA (September 2006). "Evidence that the root of the tree of life is not within the Archaea". Molecular Biology and Evolution. 23 (9): 1648–51. doi:10.1093/molbev/msl046. PMID 16801395.
- ^ a b Latorre A, Durban A, Moya A, Pereto J (2011). "The role of symbiosis in eukaryotic evolution". In Gargaud M, López-Garcìa P, Martin H (eds.). Origins and Evolution of Life: An astrobiological perspective. Cambridge: Cambridge University Press. pp. 326–339. ISBN 978-0-521-76131-4. Archived from the original on 24 March 2019. Retrieved 27 August 2017.
- ^ Eme L, Spang A, Lombard J, Stairs CW, Ettema TJG (November 2017). "Archaea and the origin of eukaryotes". Nature Reviews. Microbiology. 15 (12): 711–723. doi:10.1038/nrmicro.2017.133. PMID 29123225. S2CID 8666687.
- ^ Lake JA (January 1988). "Origin of the eukaryotic nucleus determined by rate-invariant analysis of rRNA sequences". Nature. 331 (6152): 184–86. Bibcode:1988Natur.331..184L. doi:10.1038/331184a0. PMID 3340165. S2CID 4368082.
- ^ Nelson KE, Clayton RA, Gill SR, Gwinn ML, Dodson RJ, Haft DH, et al. (May 1999). "Evidence for lateral gene transfer between Archaea and bacteria from genome sequence of Thermotoga maritima". Nature. 399 (6734): 323–29. Bibcode:1999Natur.399..323N. doi:10.1038/20601. PMID 10360571. S2CID 4420157.
- ^ Gouy M, Li WH (May 1989). "Phylogenetic analysis based on rRNA sequences supports the archaebacterial rather than the eocyte tree". Nature. 339 (6220): 145–47. Bibcode:1989Natur.339..145G. doi:10.1038/339145a0. PMID 2497353. S2CID 4315004.
- ^ Yutin N, Makarova KS, Mekhedov SL, Wolf YI, Koonin EV (August 2008). "The deep archaeal roots of eukaryotes". Molecular Biology and Evolution. 25 (8): 1619–30. doi:10.1093/molbev/msn108. PMC 2464739. PMID 18463089.
- ^ Williams TA, Foster PG, Cox CJ, Embley TM (December 2013). "An archaeal origin of eukaryotes supports only two primary domains of life". Nature. 504 (7479): 231–36. Bibcode:2013Natur.504..231W. doi:10.1038/nature12779. PMID 24336283. S2CID 4461775.
- ^ Zimmer C (6 May 2015). "Under the Sea, a Missing Link in the Evolution of Complex Cells". The New York Times. Retrieved 6 May 2015.
- ^ Spang A, Saw JH, Jørgensen SL, Zaremba-Niedzwiedzka K, Martijn J, Lind AE, van Eijk R, Schleper C, Guy L, Ettema TJ (May 2015). "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes". Nature. 521 (7551): 173–179. Bibcode:2015Natur.521..173S. doi:10.1038/nature14447. PMC 4444528. PMID 25945739.
- ^ Seitz KW, Lazar CS, Hinrichs KU, Teske AP, Baker BJ (July 2016). "Genomic reconstruction of a novel, deeply branched sediment archaeal phylum with pathways for acetogenesis and sulfur reduction". The ISME Journal. 10 (7): 1696–705. doi:10.1038/ismej.2015.233. PMC 4918440. PMID 26824177.
- ^ MacLeod F, Kindler GS, Wong HL, Chen R, Burns BP (2019). "Asgard archaea: Diversity, function, and evolutionary implications in a range of microbiomes". AIMS Microbiology. 5 (1): 48–61. doi:10.3934/microbiol.2019.1.48. PMC 6646929. PMID 31384702.
- ^ Zimmer C (15 January 2020). "This Strange Microbe May Mark One of Life's Great Leaps – A organism living in ocean muck offers clues to the origins of the complex cells of all animals and plants". The New York Times. Retrieved 16 January 2020.
- ^ Imachi H, Nobu MK, Nakahara N, Morono Y, Ogawara M, Takaki Y, et al. (January 2020). "Isolation of an archaeon at the prokaryote-eukaryote interface". Nature. 577 (7791): 519–525. Bibcode:2020Natur.577..519I. doi:10.1038/s41586-019-1916-6. PMC 7015854. PMID 31942073.
- ^ Tirumalai MR, Sivaraman RV, Kutty LA, Song EL, Fox GE (September 2023). "Ribosomal Protein Cluster Organization in Asgard Archaea". Archaea. 2023: 1–16. doi:10.1155/2023/5512414. PMC 10833476. PMID 38314098.
- ^ a b c d Krieg N (2005). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. US: Springer. pp. 21–26. ISBN 978-0-387-24143-2.
- ^ Barns S, Burggraf S (1997). "Crenarchaeota". The Tree of Life Web Project. Version 01 January 1997.
- ^ Walsby AE (1980). "A square bacterium". Nature. 283 (5742): 69–71. Bibcode:1980Natur.283...69W. doi:10.1038/283069a0. S2CID 4341717.
- ^ Hara F, Yamashiro K, Nemoto N, Ohta Y, Yokobori S, Yasunaga T, et al. (March 2007). "An actin homolog of the archaeon Thermoplasma acidophilum that retains the ancient characteristics of eukaryotic actin". Journal of Bacteriology. 189 (5): 2039–45. doi:10.1128/JB.01454-06. PMC 1855749. PMID 17189356.
- ^ Trent JD, Kagawa HK, Yaoi T, Olle E, Zaluzec NJ (May 1997). "Chaperonin filaments: the archaeal cytoskeleton?". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 94 (10): 5383–88. Bibcode:1997PNAS...94.5383T. doi:10.1073/pnas.94.10.5383. PMC 24687. PMID 9144246.
- ^ Hixon WG, Searcy DG (1993). "Cytoskeleton in the archaebacterium Thermoplasma acidophilum? Viscosity increase in soluble extracts". Bio Systems. 29 (2–3): 151–60. doi:10.1016/0303-2647(93)90091-P. PMID 8374067.
- ^ a b Golyshina OV, Pivovarova TA, Karavaiko GI, Kondratéva TF, Moore ER, Abraham WR, et al. (May 2000). "Ferroplasma acidiphilum gen. nov., sp. nov., an acidophilic, autotrophic, ferrous-iron-oxidizing, cell-wall-lacking, mesophilic member of the Ferroplasmaceae fam. nov., comprising a distinct lineage of the Archaea". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 50 (3): 997–1006. doi:10.1099/00207713-50-3-997. PMID 10843038.
- ^ Hall-Stoodley L, Costerton JW, Stoodley P (February 2004). "Bacterial biofilms: from the natural environment to infectious diseases". Nature Reviews. Microbiology. 2 (2): 95–108. doi:10.1038/nrmicro821. PMID 15040259. S2CID 9107205.
- ^ Kuwabara T, Minaba M, Iwayama Y, Inouye I, Nakashima M, Marumo K, et al. (November 2005). "Thermococcus coalescens sp. nov., a cell-fusing hyperthermophilic archaeon from Suiyo Seamount". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 55 (Pt 6): 2507–14. doi:10.1099/ijs.0.63432-0. PMID 16280518.
- ^ Nickell S, Hegerl R, Baumeister W, Rachel R (January 2003). "Pyrodictium cannulae enter the periplasmic space but do not enter the cytoplasm, as revealed by cryo-electron tomography". Journal of Structural Biology. 141 (1): 34–42. doi:10.1016/S1047-8477(02)00581-6. PMID 12576018.
- ^ Horn C, Paulmann B, Kerlen G, Junker N, Huber H (August 1999). "In vivo observation of cell division of anaerobic hyperthermophiles by using a high-intensity dark-field microscope". Journal of Bacteriology. 181 (16): 5114–18. doi:10.1128/JB.181.16.5114-5118.1999. PMC 94007. PMID 10438790.
- ^ Rudolph C, Wanner G, Huber R (May 2001). "Natural communities of novel archaea and bacteria growing in cold sulfurous springs with a string-of-pearls-like morphology". Applied and Environmental Microbiology. 67 (5): 2336–44. Bibcode:2001ApEnM..67.2336R. doi:10.1128/AEM.67.5.2336-2344.2001. PMC 92875. PMID 11319120.
- ^ a b Thomas NA, Bardy SL, Jarrell KF (April 2001). "The archaeal flagellum: a different kind of prokaryotic motility structure". FEMS Microbiology Reviews. 25 (2): 147–74. doi:10.1111/j.1574-6976.2001.tb00575.x. PMID 11250034.
- ^ Rachel R, Wyschkony I, Riehl S, Huber H (March 2002). "The ultrastructure of Ignicoccus: evidence for a novel outer membrane and for intracellular vesicle budding in an archaeon". Archaea. 1 (1): 9–18. doi:10.1155/2002/307480. PMC 2685547. PMID 15803654.
- ^ Sára M, Sleytr UB (2000 年 2 月). 「S 層タンパク質」. Journal of Bacteriology . 182 (4): 859–68. doi : 10.1128/JB.182.4.859-868.2000. PMC 94357. PMID 10648507.
- ^ Engelhardt H, Peters J (1998 年 12 月). 「表面層の構造研究: 安定性、表面層相同ドメイン、および表面層と細胞壁の相互作用に焦点を当てる」. Journal of Structural Biology . 124 (2–3): 276–302. doi :10.1006/jsbi.1998.4070. PMID 10049812.
- ^ ab Kandler O, König H (1998年4月). 「古細菌の細胞壁ポリマー」.細胞および分子生命科学. 54 (4): 305–08. doi :10.1007/s000180050156. PMC 11147200. PMID 9614965. S2CID 13527169 .
- ^ Howland JL (2000). 『驚くべき古細菌：生命のもう一つの領域の発見』 オックスフォード：オックスフォード大学出版局。p. 32。ISBN 978-0-19-511183-5。
- ^ Gophna U、Ron EZ、Graur D (2003 年 7 月)。「細菌の III 型分泌システムは古くから存在し、複数の水平伝播イベントによって進化した」。Gene . 312 : 151–63. doi : 10.1016/S0378-1119(03)00612-7. PMID 12909351。
- ^ Nguyen L、Paulsen IT、Tchieu J 、 Hueck CJ、Saier MH（2000年4月）。「タイプIIIタンパク質分泌システムの構成要素の系統学的分析」。分子微生物学およびバイオテクノロジージャーナル。2 （2）：125–44。PMID 10939240 。
- ^ Ng SY、Chaban B、Jarrell KF (2006)。「古細菌の鞭毛、細菌の鞭毛、IV型線毛：遺伝子と翻訳後修飾の比較」。分子微生物 学およびバイオテクノロジージャーナル。11 (3–5): 167–91。doi :10.1159/000094053。PMID 16983194。S2CID 30386932 。
- ^ Bardy SL、Ng SY、Jarrell KF (2003 年 2 月)。 「原核生物の運動構造」。微生物学。149 (Pt 2): 295–304。doi : 10.1099 / mic.0.25948-0。PMID 12624192。S2CID 20751743 。
- ^ ab Koga Y, Morii H (2007 年 3 月). 「古細菌におけるエーテル型極性脂質の生合成と進化的考察」. Microbiology and Molecular Biology Reviews . 71 (1): 97–120. doi :10.1128/MMBR.00033-06. PMC 1847378. PMID 17347520 .
- ^ Youssefian S、Rahbar N、Van Dessel S (2018年5月)。「非対称古細菌脂質膜の熱伝導率と整流」。The Journal of Chemical Physics。148 ( 17): 174901。Bibcode : 2018JChPh.148q4901Y。doi : 10.1063/1.5018589。PMID 29739208 。
- ^ De Rosa M、Gambacorta A 、 Gliozzi A (1986 年 3 月)。「古細菌脂質の構造、 生合成、および物理化学的性質」。Microbiological Reviews。50 ( 1): 70–80。doi : 10.1128 /MMBR.50.1.70-80.1986。PMC 373054。PMID 3083222。
- ^ Balleza D, Garcia-Arribas AB, Sot J, Ruiz-Mirazo K, Goñi FM (2014 年 9 月). 「直鎖状または分岐状の非極性鎖を含むエーテル結合リン脂質二重層とエステル結合リン脂質二重層」. Biophysical Journal . 107 (6): 1364–74. Bibcode :2014BpJ...107.1364B. doi :10.1016/j.bpj.2014.07.036. PMC 4167531. PMID 25229144 .
- ^ Damsté JS、Schouten S、Hopmans EC 、 van Duin AC、Geenevasen JA (2002 年 10 月)。「クレナーカエオール: コスモポリタン浮遊性クレナーカオータの特徴的なコアグリセロールジビフィタニルグリセロールテトラエーテル膜脂質」。Journal of Lipid Research。43 ( 10): 1641–51。doi : 10.1194/jlr.M200148- JLR200。PMID 12364548。
- ^ Koga Y, Morii H (2005年11月). 「古細菌由来エーテル脂質の構造研究における最近の進歩、比較および生理学的側面を含む」.バイオサイエンス、バイオテクノロジー、生化学. 69 (11): 2019–34. doi : 10.1271/bbb.69.2019 . PMID 16306681. S2CID 42237252.
- ^ Hanford MJ、Peeples TL（2002年1月）。「古細菌テトラエーテル脂質：ユニークな構造と応用」。 応用生化学およびバイオテクノロジー。97 （1） ： 45–62。doi ： 10.1385 /ABAB：97： 1：45。PMID 11900115。S2CID 22334666。
- ^ Macalady JL、Vestling MM、Baumler D、 Boekelheide N 、Kaspar CW、Banfield JF (2004 年 10 月)。「Ferroplasma 属のテトラエーテル結合膜単分子層: 酸性環境下での生存の鍵」。Extremophiles。8 ( 5 ) : 411–19。doi :10.1007/s00792-004-0404-5。PMID 15258835。S2CID 15702103 。
- ^ abc Valentine DL (2007 年 4 月). 「エネルギーストレスへの適応が古細菌の生態と進化を左右する」. Nature Reviews. Microbiology . 5 (4): 316–23. doi :10.1038/nrmicro1619. PMID 17334387. S2CID 12384143.
- ^ abc Schäfer G, Engelhard M, Müller V (1999年9月). 「古細菌のバイオエネルギー学」. Microbiology and Molecular Biology Reviews . 63 (3): 570–620. doi : 10.1128/MMBR.63.3.570-620.1999. PMC 103747. PMID 10477309.
- ^ Zillig W (1991年12月). 「古細菌と細菌の比較生化学」. Current Opinion in Genetics & Development . 1 (4): 544–51. doi :10.1016/S0959-437X(05)80206-0. PMID 1822288.
- ^ Romano AH、Conway T (1996)。「炭水化物代謝経路の進化」。微生物学研究。147 (6–7): 448–55。doi : 10.1016 /0923-2508(96) 83998-2。PMID 9084754。
- ^ Koch AL (1998).細菌はどのようにして生まれたのか?微生物生理学の進歩。第40巻。pp. 353–99。doi : 10.1016/S0065-2911(08) 60135-6。ISBN 978-0-12-027740-7. PMID 9889982。
- ^ DiMarco AA、Bobik TA 、Wolfe RS (1990)。「メタン生成の異常な補酵素」。Annual Review of Biochemistry。59 :355–94。doi :10.1146/annurev.bi.59.070190.002035。PMID 2115763 。
- ^ Klocke M, Nettmann E, Bergmann I, Mundt K, Souidi K, Mumme J, et al. (2008年8月). 「植物バイオマスで作動する2相バイオガスリアクターシステム内のメタン生成古細菌の特性評価」. Systematic and Applied Microbiology . 31 (3): 190–205. doi :10.1016/j.syapm.2008.02.003. PMID 18501543.
- ^ Based on PDB 1FBB. Data published in Subramaniam S, Henderson R (August 2000). "Molecular mechanism of vectorial proton translocation by bacteriorhodopsin". Nature. 406 (6796): 653–57. Bibcode:2000Natur.406..653S. doi:10.1038/35020614. PMID 10949309. S2CID 4395278.
- ^ Mueller-Cajar O, Badger MR (August 2007). "New roads lead to Rubisco in archaebacteria". BioEssays. 29 (8): 722–24. doi:10.1002/bies.20616. PMID 17621634.
- ^ Berg IA, Kockelkorn D, Buckel W, Fuchs G (December 2007). "A 3-hydroxypropionate/ 4-hydroxybutyrate autotrophic carbon dioxide assimilation pathway in Archaea". Science. 318 (5857): 1782–86. Bibcode:2007Sci...318.1782B. doi:10.1126/science.1149976. PMID 18079405. S2CID 13218676.
- ^ Thauer RK (December 2007). "Microbiology. A fifth pathway of carbon fixation". Science. 318 (5857): 1732–33. doi:10.1126/science.1152209. PMID 18079388. S2CID 83805878.
- ^ Bryant DA, Frigaard NU (November 2006). "Prokaryotic photosynthesis and phototrophy illuminated". Trends in Microbiology. 14 (11): 488–96. doi:10.1016/j.tim.2006.09.001. PMID 16997562.
- ^ a b Könneke M, Bernhard AE, de la Torre JR, Walker CB, Waterbury JB, Stahl DA (September 2005). "Isolation of an autotrophic ammonia-oxidizing marine archaeon". Nature. 437 (7058): 543–46. Bibcode:2005Natur.437..543K. doi:10.1038/nature03911. PMID 16177789. S2CID 4340386.
- ^ a b Francis CA, Beman JM, Kuypers MM (May 2007). "New processes and players in the nitrogen cycle: the microbial ecology of anaerobic and archaeal ammonia oxidation". The ISME Journal. 1 (1): 19–27. doi:10.1038/ismej.2007.8. PMID 18043610.
- ^ Lanyi JK (2004). "Bacteriorhodopsin". Annual Review of Physiology. 66: 665–88. doi:10.1146/annurev.physiol.66.032102.150049. PMID 14977418.
- ^ a b Allers T, Mevarech M (January 2005). "Archaeal genetics – the third way" (PDF). Nature Reviews Genetics. 6 (1): 58–73. doi:10.1038/nrg1504. PMID 15630422. S2CID 20229552. Archived from the original (PDF) on 20 July 2018. Retrieved 12 September 2019.
- ^ Hildenbrand C, Stock T, Lange C, Rother M, Soppa J (February 2011). "Genome copy numbers and gene conversion in methanogenic archaea". Journal of Bacteriology. 193 (3): 734–43. doi:10.1128/JB.01016-10. PMC 3021236. PMID 21097629.
- ^ Galagan JE, Nusbaum C, Roy A, Endrizzi MG, Macdonald P, FitzHugh W, et al. (April 2002). "The genome of M. acetivorans reveals extensive metabolic and physiological diversity". Genome Research. 12 (4): 532–42. doi:10.1101/gr.223902. PMC 187521. PMID 11932238.
- ^ a b Waters E, Hohn MJ, Ahel I, Graham DE, Adams MD, Barnstead M, et al. (October 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): 12984–88. Bibcode:2003PNAS..10012984W. doi:10.1073/pnas.1735403100. PMC 240731. PMID 14566062.
- ^ Schleper C, Holz I, Janekovic D, Murphy J, Zillig W (August 1995). "A multicopy plasmid of the extremely thermophilic archaeon Sulfolobus effects its transfer to recipients by mating". Journal of Bacteriology. 177 (15): 4417–26. doi:10.1128/jb.177.15.4417-4426.1995. PMC 177192. PMID 7635827.
- ^ Sota M, Top EM (2008). "Horizontal Gene Transfer Mediated by Plasmids". Plasmids: Current Research and Future Trends. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-35-6.
- ^ Xiang X, Chen L, Huang X, Luo Y, She Q, Huang L (July 2005). "Sulfolobus tengchongensis spindle-shaped virus STSV1: virus-host interactions and genomic features". Journal of Virology. 79 (14): 8677–86. doi:10.1128/JVI.79.14.8677-8686.2005. PMC 1168784. PMID 15994761.
- ^ Graham DE, Overbeek R, Olsen GJ, Woese CR (March 2000). "An archaeal genomic signature". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (7): 3304–08. Bibcode:2000PNAS...97.3304G. doi:10.1073/pnas.050564797. PMC 16234. PMID 10716711.
- ^ a b Gaasterland T (October 1999). "Archaeal genomics". Current Opinion in Microbiology. 2 (5): 542–47. doi:10.1016/S1369-5274(99)00014-4. PMID 10508726.
- ^ Dennis PP (June 1997). "Ancient ciphers: translation in Archaea". Cell. 89 (7): 1007–10. doi:10.1016/S0092-8674(00)80288-3. PMID 9215623. S2CID 18862794.
- ^ Werner F (September 2007). "Structure and function of archaeal RNA polymerases". Molecular Microbiology. 65 (6): 1395–404. doi:10.1111/j.1365-2958.2007.05876.x. PMID 17697097. S2CID 28078184.
- ^ Aravind L, Koonin EV (December 1999). "DNA-binding proteins and evolution of transcription regulation in the archaea". Nucleic Acids Research. 27 (23): 4658–70. doi:10.1093/nar/27.23.4658. PMC 148756. PMID 10556324.
- ^ Lykke-Andersen J, Aagaard C, Semionenkov M, Garrett RA (September 1997). "Archaeal introns: splicing, intercellular mobility and evolution". Trends in Biochemical Sciences. 22 (9): 326–31. doi:10.1016/S0968-0004(97)01113-4. PMID 9301331.
- ^ Watanabe Y, Yokobori S, Inaba T, Yamagishi A, Oshima T, Kawarabayasi Y, et al. (January 2002). "Introns in protein-coding genes in Archaea". FEBS Letters. 510 (1–2): 27–30. doi:10.1016/S0014-5793(01)03219-7. PMID 11755525. S2CID 27294545.
- ^ Yoshinari S, Itoh T, Hallam SJ, DeLong EF, Yokobori S, Yamagishi A, et al. (August 2006). "Archaeal pre-mRNA splicing: a connection to hetero-oligomeric splicing endonuclease". Biochemical and Biophysical Research Communications. 346 (3): 1024–32. doi:10.1016/j.bbrc.2006.06.011. PMID 16781672.
- ^ Rosenshine I, Tchelet R, Mevarech M (September 1989). "The mechanism of DNA transfer in the mating system of an archaebacterium". Science. 245 (4924): 1387–89. Bibcode:1989Sci...245.1387R. doi:10.1126/science.2818746. PMID 2818746.
- ^ a b c Fröls S, Ajon M, Wagner M, Teichmann D, Zolghadr B, Folea M, et al. (November 2008). "UV-inducible cellular aggregation of the hyperthermophilic archaeon Sulfolobus solfataricus is mediated by pili formation". Molecular Microbiology. 70 (4): 938–52. doi:10.1111/j.1365-2958.2008.06459.x. PMID 18990182. S2CID 12797510.
- ^ a b c Ajon M, Fröls S, van Wolferen M, Stoecker K, Teichmann D, Driessen AJ, et al. (November 2011). "UV-inducible DNA exchange in hyperthermophilic archaea mediated by type IV pili" (PDF). Molecular Microbiology. 82 (4): 807–17. doi:10.1111/j.1365-2958.2011.07861.x. PMID 21999488. S2CID 42880145.
- ^ Fröls S, White MF, Schleper C (February 2009). "Reactions to UV damage in the model archaeon Sulfolobus solfataricus". Biochemical Society Transactions. 37 (Pt 1): 36–41. doi:10.1042/BST0370036. PMID 19143598.
- ^ Bernstein H, Bernstein C (2017). "Sexual Communication in Archaea, the Precursor to Eukaryotic Meiosis". In Witzany G (ed.). Biocommunication of Archaea. Springer Nature. pp. 301–117. doi:10.1007/978-3-319-65536-9_7. ISBN 978-3-319-65535-2.
- ^ a b Blohs M, Moissl-Eichinger C, Mahnert A, Spang A, Dombrowski N, Krupovic M, Klingl A (January 2019). "Archaea – An Introduction". In Schmidt TM (ed.). Encyclopedia of Microbiology (Fourth ed.). Academic Press. pp. 243–252. doi:10.1016/B978-0-12-809633-8.20884-4. ISBN 978-0-12-811737-8. S2CID 164553336.
- ^ a b c Krupovic M, Cvirkaite-Krupovic V, Iranzo J, Prangishvili D, Koonin EV (January 2018). "Viruses of archaea: Structural, functional, environmental and evolutionary genomics". Virus Research. 244: 181–193. doi:10.1016/j.virusres.2017.11.025. PMC 5801132. PMID 29175107.
- ^ Pietilä MK, Demina TA, Atanasova NS, Oksanen HM, Bamford DH (June 2014). "Archaeal viruses and bacteriophages: comparisons and contrasts". Trends in Microbiology. 22 (6): 334–44. doi:10.1016/j.tim.2014.02.007. PMID 24647075.
- ^ Principi N, Silvestri E, Esposito S (2019). "Advantages and Limitations of Bacteriophages for the Treatment of Bacterial Infections". Frontiers in Pharmacology. 10: 513. doi:10.3389/fphar.2019.00513. PMC 6517696. PMID 31139086.
- ^ Prangishvili D (1 January 2013). "Viruses of the Archaea". In Maloy S, Hughes K (eds.). Brenner's Encyclopedia of Genetics. Brenner's Encyclopedia of Genetics (Second Edition). Academic Press. pp. 295–298. doi:10.1016/B978-0-12-374984-0.01627-2. ISBN 978-0-08-096156-9. Retrieved 16 March 2020.
- ^ Prangishvili D, Garrett RA (April 2004). "Exceptionally diverse morphotypes and genomes of crenarchaeal hyperthermophilic viruses" (PDF). Biochemical Society Transactions. 32 (Pt 2): 204–08. doi:10.1042/BST0320204. PMID 15046572. S2CID 20018642.
- ^ Pietilä MK, Roine E, Paulin L, Kalkkinen N, Bamford DH (April 2009). "An ssDNA virus infecting archaea: a new lineage of viruses with a membrane envelope". Molecular Microbiology. 72 (2): 307–19. doi:10.1111/j.1365-2958.2009.06642.x. PMID 19298373. S2CID 24894269.
- ^ Mochizuki T, Krupovic M, Pehau-Arnaudet G, Sako Y, Forterre P, Prangishvili D (August 2012). "Archaeal virus with exceptional virion architecture and the largest single-stranded DNA genome". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (33): 13386–91. Bibcode:2012PNAS..10913386M. doi:10.1073/pnas.1203668109. PMC 3421227. PMID 22826255.
- ^ Mojica FJ, Díez-Villaseñor C, García-Martínez J, Soria E (February 2005). "Intervening sequences of regularly spaced prokaryotic repeats derive from foreign genetic elements". Journal of Molecular Evolution. 60 (2): 174–82. Bibcode:2005JMolE..60..174M. doi:10.1007/s00239-004-0046-3. PMID 15791728. S2CID 27481111.
- ^ Makarova KS, Grishin NV, Shabalina SA, Wolf YI, Koonin EV (March 2006). "A putative RNA-interference-based immune system in prokaryotes: computational analysis of the predicted enzymatic machinery, functional analogies with eukaryotic RNAi, and hypothetical mechanisms of action". Biology Direct. 1: 7. doi:10.1186/1745-6150-1-7. PMC 1462988. PMID 16545108.
- ^ a b Bernander R (August 1998). "Archaea and the cell cycle". Molecular Microbiology. 29 (4): 955–61. doi:10.1046/j.1365-2958.1998.00956.x. PMID 9767564. S2CID 34816545.
- ^ Kelman LM, Kelman Z (September 2004). "Multiple origins of replication in archaea". Trends in Microbiology. 12 (9): 399–401. doi:10.1016/j.tim.2004.07.001. PMID 15337158.
- ^ Lindås AC, Karlsson EA, Lindgren MT, Ettema TJ, Bernander R (December 2008). "A unique cell division machinery in the Archaea". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (48): 18942–46. Bibcode:2008PNAS..10518942L. doi:10.1073/pnas.0809467105. PMC 2596248. PMID 18987308.
- ^ Samson RY, Obita T, Freund SM, Williams RL, Bell SD (December 2008). "A role for the ESCRT system in cell division in archaea". Science. 322 (5908): 1710–13. Bibcode:2008Sci...322.1710S. doi:10.1126/science.1165322. PMC 4121953. PMID 19008417.
- ^ Pelve EA, Lindås AC, Martens-Habbena W, de la Torre JR, Stahl DA, Bernander R (November 2011). "Cdv-based cell division and cell cycle organization in the thaumarchaeon Nitrosopumilus maritimus". Molecular Microbiology. 82 (3): 555–66. doi:10.1111/j.1365-2958.2011.07834.x. PMID 21923770. S2CID 1202516.
- ^ Caspi Y, Dekker C (2018). "Dividing the Archaeal Way: The Ancient Cdv Cell-Division Machinery". Frontiers in Microbiology. 9: 174. doi:10.3389/fmicb.2018.00174. PMC 5840170. PMID 29551994.
- ^ Onyenwoke RU, Brill JA, Farahi K, Wiegel J (October 2004). "Sporulation genes in members of the low G+C Gram-type-positive phylogenetic branch ( Firmicutes)". Archives of Microbiology. 182 (2–3): 182–92. doi:10.1007/s00203-004-0696-y. PMID 15340788. S2CID 34339306.
- ^ Kostrikina NA, Zvyagintseva IS, Duda VI (1991). "Cytological peculiarities of some extremely halophilic soil archaeobacteria". Arch. Microbiol. 156 (5): 344–49. doi:10.1007/BF00248708. S2CID 13316631.
- ^ Rajput A, Kumar M (2017). "Computational Exploration of Putative LuxR Solos in Archaea and Their Functional Implications in Quorum Sensing". Frontiers in Microbiology. 8: 798. doi:10.3389/fmicb.2017.00798. PMC 5413776. PMID 28515720.
- ^ DeLong EF, Pace NR (August 2001). "Environmental diversity of bacteria and archaea". Systematic Biology. 50 (4): 470–78. CiteSeerX 10.1.1.321.8828. doi:10.1080/106351501750435040. PMID 12116647.
- ^ a b Pikuta EV, Hoover RB, Tang J (2007). "Microbial extremophiles at the limits of life". Critical Reviews in Microbiology. 33 (3): 183–209. doi:10.1080/10408410701451948. PMID 17653987. S2CID 20225471.
- ^ Adam PS, Borrel G, Brochier-Armanet C, Gribaldo S (November 2017). "The growing tree of Archaea: new perspectives on their diversity, evolution and ecology". The ISME Journal. 11 (11): 2407–2425. doi:10.1038/ismej.2017.122. PMC 5649171. PMID 28777382.
- ^ Madigan MT, Martino JM (2006). Brock Biology of Microorganisms (11th ed.). Pearson. p. 136. ISBN 978-0-13-196893-6.
- ^ Takai K, Nakamura K, Toki T, Tsunogai U, Miyazaki M, Miyazaki J, Hirayama H, Nakagawa S, Nunoura T, Horikoshi K (August 2008). "Cell proliferation at 122 °C and isotopically heavy CH4 production by a hyperthermophilic methanogen under high-pressure cultivation". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (31): 10949–54. Bibcode:2008PNAS..10510949T. doi:10.1073/pnas.0712334105. PMC 2490668. PMID 18664583.
- ^ Ciaramella M, Napoli A, Rossi M (February 2005). "Another extreme genome: how to live at pH 0". Trends in Microbiology. 13 (2): 49–51. doi:10.1016/j.tim.2004.12.001. PMID 15680761.
- ^ Javaux EJ (2006). "Extreme life on Earth--past, present and possibly beyond". Research in Microbiology. 157 (1): 37–48. doi:10.1016/j.resmic.2005.07.008. PMID 16376523.
- ^ Nealson KH (January 1999). "Post-Viking microbiology: new approaches, new data, new insights" (PDF). Origins of Life and Evolution of the Biosphere. 29 (1): 73–93. Bibcode:1999OLEB...29...73N. doi:10.1023/A:1006515817767. PMID 11536899. S2CID 12289639. Archived from the original (PDF) on 16 October 2019. Retrieved 24 June 2008.
- ^ Davies PC (1996). "The Transfer of Viable Microorganisms Between Planets". In Bock GR, Goode JA (eds.). Ciba Foundation Symposium 202 – Evolution of Hydrothermal Ecosystems on Earth (And Mars?). Novartis Foundation Symposia. pp. 304–14, discussion 314–17. doi:10.1002/9780470514986.ch16. ISBN 9780470514986. PMID 9243022.
- ^ López-García P, López-López A, Moreira D, Rodríguez-Valera F (July 2001). "Diversity of free-living prokaryotes from a deep-sea site at the Antarctic Polar Front". FEMS Microbiology Ecology. 36 (2–3): 193–202. doi:10.1016/s0168-6496(01)00133-7. PMID 11451524.
- ^ Karner MB, DeLong EF, Karl DM (January 2001). "Archaeal dominance in the mesopelagic zone of the Pacific Ocean". Nature. 409 (6819): 507–10. Bibcode:2001Natur.409..507K. doi:10.1038/35054051. PMID 11206545. S2CID 6789859.
- ^ Giovannoni SJ, Stingl U (September 2005). "Molecular diversity and ecology of microbial plankton". Nature. 437 (7057): 343–48. Bibcode:2005Natur.437..343G. doi:10.1038/nature04158. PMID 16163344. S2CID 4349881.
- ^ DeLong EF, Karl DM (September 2005). "Genomic perspectives in microbial oceanography". Nature. 437 (7057): 336–42. Bibcode:2005Natur.437..336D. doi:10.1038/nature04157. PMID 16163343. S2CID 4400950.
- ^ Agogué H, Brink M, Dinasquet J, Herndl GJ (December 2008). "Major gradients in putatively nitrifying and non-nitrifying Archaea in the deep North Atlantic" (PDF). Nature. 456 (7223): 788–91. Bibcode:2008Natur.456..788A. doi:10.1038/nature07535. PMID 19037244. S2CID 54566989.
- ^ Teske A, Sørensen KB (January 2008). "Uncultured archaea in deep marine subsurface sediments: have we caught them all?". The ISME Journal. 2 (1): 3–18. doi:10.1038/ismej.2007.90. hdl:10379/14139. PMID 18180743.
- ^ Lipp JS, Morono Y, Inagaki F, Hinrichs KU (August 2008). "Significant contribution of Archaea to extant biomass in marine subsurface sediments". Nature. 454 (7207): 991–94. Bibcode:2008Natur.454..991L. doi:10.1038/nature07174. PMID 18641632. S2CID 4316347.
- ^ Danovaro R, Dell'Anno A, Corinaldesi C, Rastelli E, Cavicchioli R, Krupovic M, Noble RT, Nunoura T, Prangishvili D (October 2016). "Virus-mediated archaeal hecatomb in the deep seafloor". Science Advances. 2 (10): e1600492. Bibcode:2016SciA....2E0492D. doi:10.1126/sciadv.1600492. PMC 5061471. PMID 27757416.
- ^ Liu X, Pan J, Liu Y, Li M, Gu JD (October 2018). "Diversity and distribution of Archaea in global estuarine ecosystems". The Science of the Total Environment. 637–638: 349–358. Bibcode:2018ScTEn.637..349L. doi:10.1016/j.scitotenv.2018.05.016. PMID 29753224. S2CID 21697690.
- ^ Cabello P, Roldán MD, Moreno-Vivián C (November 2004). "Nitrate reduction and the nitrogen cycle in archaea". Microbiology. 150 (Pt 11): 3527–46. doi:10.1099/mic.0.27303-0. PMID 15528644.
- ^ Mehta MP, Baross JA (December 2006). "Nitrogen fixation at 92 °C by a hydrothermal vent archaeon". Science. 314 (5806): 1783–86. Bibcode:2006Sci...314.1783M. doi:10.1126/science.1134772. PMID 17170307. S2CID 84362603.
- ^ Coolen MJ, Abbas B, van Bleijswijk J, Hopmans EC, Kuypers MM, Wakeham SG, et al. (April 2007). "Putative ammonia-oxidizing Crenarchaeota in suboxic waters of the Black Sea: A basin-wide ecological study using 16S ribosomal and functional genes and membrane lipids". Environmental Microbiology. 9 (4): 1001–16. doi:10.1111/j.1462-2920.2006.01227.x. hdl:1912/2034. PMID 17359272.
- ^ Leininger S, Urich T, Schloter M, Schwark L, Qi J, Nicol GW, Prosser JI, Schuster SC, Schleper C (August 2006). "Archaea predominate among ammonia-oxidizing prokaryotes in soils". Nature. 442 (7104): 806–09. Bibcode:2006Natur.442..806L. doi:10.1038/nature04983. PMID 16915287. S2CID 4380804.
- ^ Baker BJ, Banfield JF (May 2003). "Microbial communities in acid mine drainage". FEMS Microbiology Ecology. 44 (2): 139–52. doi:10.1016/S0168-6496(03)00028-X. PMID 19719632.
- ^ Schimel J (August 2004). "Playing scales in the methane cycle: from microbial ecology to the globe". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (34): 12400–01. Bibcode:2004PNAS..10112400S. doi:10.1073/pnas.0405075101. PMC 515073. PMID 15314221.
- ^ Eckburg PB, Lepp PW, Relman DA (February 2003). "Archaea and their potential role in human disease". Infection and Immunity. 71 (2): 591–96. doi:10.1128/IAI.71.2.591-596.2003. PMC 145348. PMID 12540534.
- ^ Cavicchioli R, Curmi PM, Saunders N, Thomas T (November 2003). "Pathogenic archaea: do they exist?". BioEssays. 25 (11): 1119–28. doi:10.1002/bies.10354. PMID 14579252.
- ^ Lepp PW, Brinig MM, Ouverney CC, Palm K, Armitage GC, Relman DA (April 2004). "Methanogenic Archaea and human periodontal disease". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (16): 6176–81. Bibcode:2004PNAS..101.6176L. doi:10.1073/pnas.0308766101. PMC 395942. PMID 15067114.
- ^ Vianna ME, Conrads G, Gomes BP, Horz HP (April 2006). "Identification and quantification of archaea involved in primary endodontic infections". Journal of Clinical Microbiology. 44 (4): 1274–82. doi:10.1128/JCM.44.4.1274-1282.2006. PMC 1448633. PMID 16597851.
- ^ Jahn U, Gallenberger M, Paper W, Junglas B, Eisenreich W, Stetter KO, et al. (March 2008). "Nanoarchaeum equitans and Ignicoccus hospitalis: new insights into a unique, intimate association of two archaea". Journal of Bacteriology. 190 (5): 1743–50. doi:10.1128/JB.01731-07. PMC 2258681. PMID 18165302.
- ^ Chaban B, Ng SY, Jarrell KF (February 2006). "Archaeal habitats—from the extreme to the ordinary". Canadian Journal of Microbiology. 52 (2): 73–116. doi:10.1139/w05-147. PMID 16541146.
- ^ Schink B (June 1997). "Energetics of syntrophic cooperation in methanogenic degradation". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 61 (2): 262–80. doi:10.1128/mmbr.61.2.262-280.1997. PMC 232610. PMID 9184013.
- ^ Lewis WH, Sendra KM, Embley TM, Esteban GF (2018). "Morphology and Phylogeny of a New Species of Anaerobic Ciliate, Trimyema finlayi n. sp., with Endosymbiotic Methanogens". Frontiers in Microbiology. 9: 140. doi:10.3389/fmicb.2018.00140. PMC 5826066. PMID 29515525.
- ^ Anaerobic ciliates as a model group for studying the biodiversityand symbioses in anoxic environments (PDF) (Thesis). 2020.
- ^ Wrede C, Dreier A, Kokoschka S, Hoppert M (2012). "Archaea in symbioses". Archaea. 2012: 596846. doi:10.1155/2012/596846. PMC 3544247. PMID 23326206.
- ^ Lange M, Westermann P, Ahring BK (February 2005). "Archaea in protozoa and metazoa". Applied Microbiology and Biotechnology. 66 (5): 465–474. doi:10.1007/s00253-004-1790-4. PMID 15630514. S2CID 22582800.
- ^ van Hoek AH, van Alen TA, Sprakel VS, Leunissen JA, Brigge T, Vogels GD, Hackstein JH (February 2000). "Multiple acquisition of methanogenic archaeal symbionts by anaerobic ciliates". Molecular Biology and Evolution. 17 (2): 251–258. doi:10.1093/oxfordjournals.molbev.a026304. PMID 10677847.
- ^ Preston CM, Wu KY, Molinski TF, DeLong EF (June 1996). "A psychrophilic crenarchaeon inhabits a marine sponge: Cenarchaeum symbiosum gen. nov., sp. nov". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93 (13): 6241–6246. Bibcode:1996PNAS...93.6241P. doi:10.1073/pnas.93.13.6241. PMC 39006. PMID 8692799.
- ^ Eckburg PB, Bik EM, Bernstein CN, Purdom E, Dethlefsen L, Sargent M, et al. (June 2005). "Diversity of the human intestinal microbial flora". Science. 308 (5728): 1635–38. Bibcode:2005Sci...308.1635E. doi:10.1126/science.1110591. PMC 1395357. PMID 15831718.
- ^ Samuel BS, Gordon JI (June 2006). "A humanized gnotobiotic mouse model of host-archaeal-bacterial mutualism". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (26): 10011–16. Bibcode:2006PNAS..10310011S. doi:10.1073/pnas.0602187103. PMC 1479766. PMID 16782812.
- ^ Wegley L, Yu Y, Breitbart M, Casas V, Kline DI, Rohwer F (2004). "Coral-associated Archaea". Marine Ecology Progress Series. 273: 89–96. Bibcode:2004MEPS..273...89W. doi:10.3354/meps273089.
- ^ Chelius MK, Triplett EW (April 2001). "The Diversity of Archaea and Bacteria in Association with the Roots of Zea mays L". Microbial Ecology. 41 (3): 252–263. doi:10.1007/s002480000087. JSTOR 4251818. PMID 11391463. S2CID 20069511.
- ^ Simon HM, Dodsworth JA, Goodman RM (October 2000). "Crenarchaeota colonize terrestrial plant roots". Environmental Microbiology. 2 (5): 495–505. doi:10.1046/j.1462-2920.2000.00131.x. PMID 11233158.
- ^ Gophna U, Charlebois RL, Doolittle WF (May 2004). "Have archaeal genes contributed to bacterial virulence?". Trends in Microbiology. 12 (5): 213–219. doi:10.1016/j.tim.2004.03.002. PMID 15120140.
- ^ Shiffman ME, Charalambous BM (2012). "The search for archaeal pathogens". Reviews in Medical Microbiology. 23 (3): 45–51. doi:10.1097/MRM.0b013e328353c7c9. ISSN 0954-139X. S2CID 88300156.
- ^ Breithaupt H (November 2001). "The hunt for living gold. The search for organisms in extreme environments yields useful enzymes for industry". EMBO Reports. 2 (11): 968–71. doi:10.1093/embo-reports/kve238. PMC 1084137. PMID 11713183.
- ^ a b Egorova K, Antranikian G (December 2005). "Industrial relevance of thermophilic Archaea". Current Opinion in Microbiology. 8 (6): 649–55. doi:10.1016/j.mib.2005.10.015. PMID 16257257.
- ^ Synowiecki J, Grzybowska B, Zdziebło A (2006). "Sources, properties and suitability of new thermostable enzymes in food processing". Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 46 (3): 197–205. doi:10.1080/10408690590957296. PMID 16527752. S2CID 7208835.
- ^ Jenney FE, Adams MW (January 2008). "The impact of extremophiles on structural genomics (and vice versa)". Extremophiles. 12 (1): 39–50. doi:10.1007/s00792-007-0087-9. PMID 17563834. S2CID 22178563.
- ^ Schiraldi C, Giuliano M, De Rosa M (September 2002). "Perspectives on biotechnological applications of archaea". Archaea. 1 (2): 75–86. doi:10.1155/2002/436561. PMC 2685559. PMID 15803645.
- ^ Norris PR, Burton NP, Foulis NA (April 2000). "Acidophiles in bioreactor mineral processing". Extremophiles. 4 (2): 71–76. doi:10.1007/s007920050139. PMID 10805560. S2CID 19985179.
- ^ Shand RF, Leyva KJ (2008). "Archaeal Antimicrobials: An Undiscovered Country". In Blum P (ed.). Archaea: New Models for Prokaryotic Biology. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-27-1.
Further reading
- Howland JL (2000). The Surprising Archaea: Discovering Another Domain of Life. Oxford University. ISBN 978-0-19-511183-5.
- Martinko JM, Madigan MT (2005). Brock Biology of Microorganisms (11th ed.). Englewood Cliffs, N.J: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-144329-7.
- Garrett RA, Klenk H (2005). Archaea: Evolution, Physiology and Molecular Biology. WileyBlackwell. ISBN 978-1-4051-4404-9.
- Cavicchioli R (2007). Archaea: Molecular and Cellular Biology. American Society for Microbiology. ISBN 978-1-55581-391-8.
- Blum P, ed. (2008). Archaea: New Models for Prokaryotic Biology. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-27-1.
- Lipps G (2008). "Archaeal Plasmids". Plasmids: Current Research and Future Trends. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-35-6.
- Sapp J (2009). The New Foundations of Evolution: On the Tree of Life. New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-538850-3.
- Schaechter M (2009). Archaea (Overview) in The Desk Encyclopedia of Microbiology (2nd ed.). San Diego and London: Elsevier Academic Press. ISBN 978-0-12-374980-2.
External links
General
- Introduction to the Archaea, ecology, systematics and morphology
- Oceans of Archaea – E.F. DeLong, ASM News, 2003
Classification
- NCBI taxonomy page on Archaea
- Genera of the domain Archaea – list of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature
- Shotgun sequencing finds nanoorganisms – discovery of the ARMAN group of archaea
Genomics
- Browse any completed archaeal genome at UCSC
- Comparative Analysis of Archaeal Genomes Archived 16 February 2013 at the Wayback Machine (at DOE's IMG system)
