DPANN

Nanobdellati (früher: DPANN) ist ein Reich (früher: Superphylum) extremophiler Archaeen (früher: „Urbakterien“).^[1][2]

Nanobdellati
Nanoarchaeum equitans (die kleinen Symbionten auf der rechten Seite)
Systematik
Klassifikation: Lebewesen Domäne: Archaeen (Archaea) Reich: Nanobdellati
Wissenschaftlicher Name
Nanobdellati
Rinke et al., 2024

Cryo-TEM-Aufnahme von Parvarchaeum acidiphilum

Das Taxon wurde 2013 von Christian Rinke mit der vorläufigen Bezeichnung DPANN et al. vorgeschlagen,^[3] einem Akronym, gebildet aus den Anfangsbuchstaben der ersten fünf gefundenen Stämme (Phyla), Diapherotrites, Parvarchaeota, Aenigmarchaeota, Nanoarchaeota und Nanohaloarchaeota. Später entdeckte Phyla wie Woesearchaeota, Pacearchaeota^[4] sowie Altiarchaeota^[5] wurden nachträglich als weitere Mitglieder dieses Superphylums vorgeschlagen.

Das Superphylum DPANN vereinigt verschiedene Archaeenstämme mit einer großen Verbreitung und unterschiedlichem Stoffwechsel, welche von symbiotischen und thermophilen Formen wie den Nanoarchaeota, über acidophile (säureliebende) wie Parvarchaeota bis hin zu nicht-extremophilen wie Aenigmarchaeota und Diapherotrites reichen. Das Phylum beherbergt auch eine Reihe früher ins heutige Reich Methanobacteriati (damals i. w. S. als „Euryarchaeota“ bezeichnet) gestellte Gruppen.^[6] Viele Mitglieder zeigen neuartige Anzeichen eines horizontalen Gentransfers aus anderen Domänen (Bakterien, Eukaryonten) des Lebens.^[3]

DPANN-Archaeen wurden 2022 in der mikrobiellen Gemeinschaft der bis dato weltweit kältesten und salzigsten Quelle, Lost Hammer Spring (Axel Heiberg Island, Nunavut, Kanada) gefunden. Die Verhältnisse dort sind ähnlich, wie man sie an einigen Stellen des Mars, sowie auf den Monden Europa und Enceladus vermutet.^[7]

Systematik

Das Superphylum DPANN gliedert sich nach Dombrowski et al. (2020)^[8], sowie Castelle und Banfield (2018),^[9] ergänzt nach National Center for Biotechnology Information (NCBI)^[10] und GTDB:^[11]

• Cluster 1

• Phylum Altiarchaeota mit Spezies Altiarchaeum hamiconexum^[12]
• Micrarchaeota-Diapherotrites-Gruppe, ehemals als MEG-Cluster zu den Methanobacteriati („Euryarchaeota“ i. w. S.)^[6][8]

• Phylum Diapherotrites (Rinke et al. 2013, alias Iainarchaeota) mit Spezies Forterrea multitransposorum und Iainarchaeum andersonii^[12][13]
• Phylum Micrarchaeota (Baker et al.) 2010 mit Spezies Mancarchaeum acidiphilum^[12] und Micrarchaeum acidiphilum

• Cluster 2

• Phylum Aenigmarchaeota (Rinke et al. 2013), ehemals DSEG-Cluster und zu den Methanobacteriati/„Euryarchaota“ i. w. S.,^[6] mit Spezies Aenigmarchaeum subterraneum^[14]
• Phylum Huberarchaeota (alias Huberarchaea^[15]) mit Spezies Huberarchaeum crystalense^[12]
• Gruppe ARMAN^[4]
  Entdeckt 2006 in stark sauren Abwässern einer US-Mine. Sie sind von sehr geringer Größe.^[16][17][18]

• Phylum Parvarchaeota (Rinke et al. 2013) mit Spezies Parvarchaeum acidiphilum und P. paracidiphilum (früher P. acidophilus)^[12]
• Phylum Nanoarchaeota (Huber et al. 2002) mit Spezies Nanoarchaeum equitans, Nanopusillus acidilobi und Nanoclepta minutus

• Phylum Nanohaloarchaeota (Rinke et al. 2013) mit Gattung Nanopetraeus sowie den Spezies Nanohalobium constans und Nanohalarchaeum antarcticum^[6][12]
• Woesearchaeota-Pacearchaeota-Gruppe, ehemals als DHVEG-6-Cluster zu den Methanobacteriati/„Euryarchaota“ i. w. S.^[6][8]
  In Sedimenten und Oberflächengewässern von Aquiferen und Seen und bevorzugen salzhaltige Bedingungen:^[4][6]

• Phylum Pacearchaeota (Castelle et al. 2015)
• Phylum Woesearchaeota (Castelle et al. 2015)^[19]

• Phylum UAP1 (Uncultured Archaeal Phylum 1, auch NovelDPANN_1)^[8][20][21]

• Phylum Undinarchaeota, ehemals UAP2 (Uncultured Archaeal Phylum 2) / MHVG (Marine Hydrothermal Vent Group)^{[8][20][22][23]}

• Ordnung Undinarchaeales mit Spezies Undinarchaeum marinum
  (Salzwasser-Vertreter, englisch marine MAGs)
• Ordnung Naiadarchaeales mit Spezies Naiadarchaeum limnaeum
  (Süßwasser-Vertreter, englisch aquifer MAGs)

• Phylum Mamarchaeota

Die obigen Taxa sind in der Regel nur durch Metagenomanalyse belegt (Metagenome-Assembled Genome, MAG) und tragen daher dann den Präfix Candidatus, der hier der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurde. Kladogramme der DPANN-Archaeen finden sich bei Parks et al. (2017),^[20] Castelle und Banfield (2018)^[9] sowie Dombrowski et al. (2020).^[8] Letztere Autoren sehen die Woesearchaeota-Pacearchaeota-Gruppe innerhalb der durch Altiarchaeota und Diapherotrites aufgespannten Klade (genannt Cluster 2).^[8] Schon länger war bekannt, dass Micrarchaeota und Parvarchaeota nahe verwandt und sind, sie wurde daher ursprünglich in einer Gruppe ARMAN (Archaeal Richmond Mine Acidophilic Nanoorganisms) zusammengefasst.^[4] Das Cluster 2 stellt nur eine Erweiterung der in ihrem ursprünglichen Umfang als paraphyletisch angesehenen ARMAN-Gruppe dar.

Weblinks

Wikispecies: DPANN – Artenverzeichnis

• Wikispecies:DPANN group
• Two Major Microbial Groups Discovered That Can’t Breathe – May Predate the Evolution of Respiration, auf: SciTechDaily vom 31. August 2020, Quelle: BIGELOW LABORATORY FOR OCEAN SCIENCES.
• Nina Dombrowski, Jun-Hoe Lee, Tom A Williams, Pierre Offre, Anja Spang: Genomic diversity, lifestyles and evolutionary origins of DPANN archaea, in: FEMS Microbiol Lett. 366(2), 9. Januar 2019, fnz008, doi:10.1093/femsle/fnz008, PMC 6349945 (freier Volltext), PMID 30629179 (englisch).
• Bram Henneman: Histone-DNA assemblies in archaea: shaping the genome on the edge of life. Leiden University Repository, 4. Dezember 2019; hdl:1887/81191. Hier: Kapitel 1: Introduction (englisch). Siehe Fig. 1.1.
• Bernhard Tschitschko et al.: Genomic variation and biogeography of Antarctic haloarchaea, in: Microbiome, Band 6, Nr. 113, 2018; doi:10.1186/s40168-018-0495-3 (englisch). Dazu:
  • Ricardo Cavicchioli: Behind the paper: Antarctic haloarchaea – a unique Microbiome. In: Microbiology, 19. Juni 2018 (englisch).