Pesquisadores isolam cepas de archaea estreitamente relacionadas a eucariotos

Pesquisadores relataram o isolamento de duas cepas archaeais, designadas HC1 e SC1, que pertencem à linhagem Heimdallarchaeia, o grupo que se ramifica mais próximo dos eucariotos.

Cultivo e Características

As duas cepas foram isoladas de um biofilme em um poço de produção de gás na Península de Boso, Prefeitura de Chiba, Japão. O biofilme está localizado em água subterrânea salina portadora de metano e é intermitentemente exposto ao ar devido a erupções periódicas de salmoura.

De acordo com o estudo publicado na Nature, as cepas foram isoladas usando os seguintes métodos:

• Cepa HC1: Isolada em um co-cultivo puro com o metanogênio Methanocalculus sp. cepa MC2.
• Cepa SC1: Isolada em um tri-cultivo puro com Methanocalculus sp. cepa MC3 e Methanolobus sp. cepa MLB.

Ambas as cepas são descritas como archaeas anaeróbias obrigatórias, sintróficas, degradadoras de peptídeos e mesófilas. Embora a HC1 possua genes associados a estilos de vida aeróbios, como citocromo c oxidase (Cox), os co-cultivos não podem crescer sob condições (micro)óxicas. O estudo sugere que, na HC1, a Cox pode suportar a detoxificação de oxigênio em vez da respiração.

Estrutura Celular e Genômica

A análise microscópica das células revelou várias características fisiológicas:

• Morfologia: As células são cocoides e produzem protrusões e vesículas.
• Estrutura Interna: As células carecem de estruturas de membrana interna persistentes, como um sistema endomembranoso.
• Citoesqueleto: A criomicroscopia eletrônica (cryo-EM) mostrou que o citoplasma e as protrusões contêm estruturas semelhantes a filamentos de actina.
• Divisão: As células dividem-se por fissão binária e exibem uma estrutura em forma de anel durante o processo.

A sequenciamento genômico mostrou que a HC1 tem um genoma de 7,91 Mb, enquanto a SC1 tem um genoma de 6,75 Mb. Ambas as cepas possuem proteínas de assinatura eucariótica (ESPs), com a HC1 e a SC1 tendo 27 e 29 tipos de ESPs, respectivamente.

Implicações para a Eucariogênese

As descobertas fornecem dados para o estudo da eucariogênese, o processo pelo qual as células eucarióticas emergiram. O estudo sugere que o ancestral archaeal dos eucariotos pode ter compartilhado certas características com esses isolados, incluindo anaerobiose, a ausência de membranas intracelulares persistentes e a presença de protrusões de membrana.

De acordo com os pesquisadores, a transição de archaea para eucariotos provavelmente envolveu uma transição acentuada na estrutura celular e uma mudança fisiológica da anaerobiose para a aerobiose (facultativa). Eles sugerem que as interações iniciais entre o hospedeiro archaeal e o ancestral mitocondrial podem ter ocorrido sob condições de baixo oxigênio e foram pelo menos parcialmente mediadas pela detoxificação de oxigênio.

Fontes (em inglês)

• nature.com: Eukaryotes’ closest relatives are internally simple syntrophic peptidotrophic archaea | Nature

Tradução feita com IA do artigo original em inglês, revisada automaticamente para dizer o mesmo que o original. As fontes foram verificadas em inglês.