カンディダトゥスデスルフォルディスオーダクスビエーター

デスルフォルド・アウダクスビアトール
	デスルフォルド・アウダクスビアトール
科学的分類
ドメイン：	細菌
門:	バシロタ
クラス：	クロストリジウム
注文：	クロストリジウム
家族：	ペプトコッカス科
属:	デサルフォウルディス; チビアン他 2008
種：	Ca. D. audaxviator
二名法名
	Ca.デスルフォウルディスアウダクスビアトル; チビアン他 2008

Candidatus Desulfurudis audaxviator、地表から 1.5～3 キロメートル (0.93～1.86 マイル) の深さの地下水中に生息する細菌の一種です単一特異性。

語源

この名前はジュール・ヴェルヌの小説『地底旅行』からの引用に由来しており、主人公のリデンブロック教授がラテン語で「Descende, audax viator, et terrestre centrum attinges（勇敢な旅人よ、降りて行け、そうすれば地底に到達するだろう）」という秘密の碑文を見つける場面である。^[1]

生物学

デサルフォウルディス・アウダクスビアトルは、南アフリカのムポネン金鉱山の地下2.8キロメートル（1.7マイル）で採取された水サンプルで発見された唯一の細菌です。 ^[2]^[3]体長は約4マイクロメートルで、周囲の岩石中の鉱物の放射性崩壊から得られる化学的な栄養源で生きています。そのため、栄養を太陽光に依存しない数少ない既知の生物の1つであり、生態系内で単独で存在する唯一の種です。^[1]二酸化炭素、一酸化炭素、その他の源から炭素を抽出する遺伝子と、元素窒素を固定する遺伝子を持っていますが、通常は岩石から放出されるアンモニアから窒素を得ています。 ^[4]また、水平遺伝子伝播によって古細菌の一種から遺伝子を獲得した可能性もあります。^[3]

細菌の生息地の水を分析したところ、水は非常に古く、地表水によって薄められていないことが分かり、細菌が数百万年もの間地表から隔離されていたことが示唆された。^[4] その深さの環境は初期の地球と非常によく似ているため、酸素の大気が存在する前にどのような種類の生物が存在していたかを示している可能性がある。数十億年前、地球上で最初の細菌のいくつかは同様の条件で繁栄していた可能性がある。

Candidatus Desulfurudis audaxviator (CDA) の個体群は進化速度が遅く、祖先個体群から物理的に分離して以来ほとんど進化していないため、遺伝的類似性が高い。この生物の顕著な形態学的特徴はガス胞の存在である (細胞に流体中を流れる能力を与え、この機能を持つ CDA 胞子が遠くまで拡散できるようにする)。これは、ガス胞に関連する胞子が報告された Desulfurudis の最も近い親戚である Desulfurutomaculum の初期の研究と最初に区別され、その後の研究で Desulfurutomaculum 胞子は厳しい温度条件でも生き残り、冷たい海洋堆積物に拡散できることが示された。^[5]

Ca. D. audaxviator はグラム陽性硫酸還元微生物である。この還元のための水素は、ウランとトリウムの崩壊系列からの放射線によって引き起こされる水の放射線分解^[5]から得られる。放射線は細菌が高エネルギーの食料源として利用できる硫黄化合物の生成を可能にする。ゲノムには珍しいトランスポゾンが含まれており、挿入部位が多数ある。酸素に対する完全な不耐性は長期隔離を示唆している。泳ぐことができるように鞭毛を備えている。 ^[4]

Ca. D. audaxviator は、有機化合物、光、酸素がまったく存在せず、60 °C (140 °F) を超える温度とpH 9.3 の環境で生息します。このような極限状態での生存を可能にする生理機能は、非常に安定した環境に見られる「流線型」細菌の 1500 個の遺伝子ではなく、2157 個の遺伝子からなる異常に大きいゲノムのおかげです。通常の生活に不利な条件になると、Ca. D. audaxviator は細菌胞子を形成し、熱、極端な pH、水分不足から DNA を保護します。^[6]

2021年の研究では、西シベリアとカリフォルニア州デスバレーでさらなる発見が報告された。^[7]^[8]

参照

参考文献

^ ab Eliza Strickland (2008-10-10). 「Deep in a Goldmine, an Ecosystem of One」. Discover誌。2008-10-12 時点のオリジナルよりアーカイブ。
^ Dylan Chivian、Eoin L. Brodie、Eric J. Alm、他 (2008 年 10 月 10 日)。「環境ゲノミクスにより地球深部における単一種の生態系が明らかに」( PDF)。Science。322 ( 5899 ) : 275–278。Bibcode : 2008Sci ...322..275C。doi : 10.1126 /science.1155495。PMID 18845759。S2CID 8337095 。
^ ab キャサリン・ブラヒック。「ゴールドマイン・バグのDNAはエイリアン生命の鍵となるかもしれない」。ニューサイエンティスト。2008年10月11日閲覧。
^ abc 「地下2.8kmの深海に、唯一無二の微生物がたった一人で生息」Phys.Org 2008年10月9日2013年1月21日閲覧。
^ ab Karnachuk, Olga V.; Frank, Yulia A.; Lukina, Anastasia P.; Kadnikov, Vitaly V.; Beletsky, Alexey V.; Mardanov, Andrey V.; Ravin, Nikolai V. (2019年8月). 「シベリアの深層帯水層でこれまで栽培されていなかったCandidatus Desulfurudis audaxviatorの栽培化により、その生理機能と進化が明らかになった」. The ISME Journal . 13 (8): 1947–1959. doi :10.1038/s41396-019-0402-3. ISSN 1751-7370. PMC 6776058. PMID 30899075 .
^ “Desulfurudis audaxviator”. 2016年3月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年11月27日閲覧。
^ Becraft, Eric D.; Lau Vetter, Maggie CY; Bezuidt, Oliver KI; Brown, Julia M.; Labonté, Jessica M.; Kauneckaite-Griguole, Kotryna; Salkauskaite, Ruta; Alzbutas, Gediminas; Sackett, Joshua D.; Kruger, Brittany R.; Kadnikov, Vitaly; van Heerden, Esta; Moser, Duane; Ravin, Nikolai; Onstott, Tullis; Stepanauskas, Ramunas (2021年10月). 「深部地下微生物系統の進化的停滞」. ISMEジャーナル. 15 (10): 2830–2842. doi :10.1038/s41396-021-00965-3. PMC 8443664。PMID 33824425。
- 「生きた化石：何百万年も進化が止まっていた微生物が発見される」。EurekAlert ! (プレスリリース)。2021年4月8日。
^ 「数百万年にわたり進化が停滞している微生物 - ビゲロー海洋科学研究所」。ビゲロー。2021年4月8日。

[Discover-1] Eliza Strickland (2008-10-10). 「Deep in a Goldmine, an Ecosystem of One」. Discover誌。2008-10-12 時点のオリジナルよりアーカイブ。

[2] Dylan Chivian、Eoin L. Brodie、Eric J. Alm、他 (2008 年 10 月 10 日)。「環境ゲノミクスにより地球深部における単一種の生態系が明らかに」( PDF)。Science。322 ( 5899 ) : 275–278。Bibcode : 2008Sci ...322..275C。doi : 10.1126 /science.1155495。PMID 18845759。S2CID 8337095 。

[NewSci-3] キャサリン・ブラヒック。「ゴールドマイン・バグのDNAはエイリアン生命の鍵となるかもしれない」。ニューサイエンティスト。2008年10月11日閲覧。

[physorg-4] 「地下2.8kmの深海に、唯一無二の微生物がたった一人で生息」Phys.Org 2008年10月9日2013年1月21日閲覧。

[Karnachuk-5] Karnachuk, Olga V.; Frank, Yulia A.; Lukina, Anastasia P.; Kadnikov, Vitaly V.; Beletsky, Alexey V.; Mardanov, Andrey V.; Ravin, Nikolai V. (2019年8月). 「シベリアの深層帯水層でこれまで栽培されていなかったCandidatus Desulfurudis audaxviatorの栽培化により、その生理機能と進化が明らかになった」. The ISME Journal . 13 (8): 1947–1959. doi :10.1038/s41396-019-0402-3. ISSN 1751-7370. PMC 6776058. PMID 30899075 .

[6] “Desulfurudis audaxviator”. 2016年3月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年11月27日閲覧。

[7] Becraft, Eric D.; Lau Vetter, Maggie CY; Bezuidt, Oliver KI; Brown, Julia M.; Labonté, Jessica M.; Kauneckaite-Griguole, Kotryna; Salkauskaite, Ruta; Alzbutas, Gediminas; Sackett, Joshua D.; Kruger, Brittany R.; Kadnikov, Vitaly; van Heerden, Esta; Moser, Duane; Ravin, Nikolai; Onstott, Tullis; Stepanauskas, Ramunas (2021年10月). 「深部地下微生物系統の進化的停滞」. ISMEジャーナル. 15 (10): 2830–2842. doi :10.1038/s41396-021-00965-3. PMC 8443664。PMID 33824425。
「生きた化石：何百万年も進化が止まっていた微生物が発見される」。EurekAlert ! (プレスリリース)。2021年4月8日。

[8] 「生きた化石：何百万年も進化が止まっていた微生物が発見される」。EurekAlert ! (プレスリリース)。2021年4月8日。

[8] 「数百万年にわたり進化が停滞している微生物 - ビゲロー海洋科学研究所」。ビゲロー。2021年4月8日。