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Archée D'asgård

Asgard

Archée d'Asgård

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Les archées d'Asgård (Asgardarchaeota), ou simplement Asgards, forment un super-embranchement d'archées découvert en 2015 dans des sédiments profonds à proximité du château de Loki, une source hydrothermale au large de la Norvège. Ils ont été nommés d'après le domaine des dieux dans la mythologie nordique[a].

Les Asgards partagent des traits que l'on croyait réservés aux eucaryotes. De ce fait, on considère généralement que le clade qui les inclut inclut aussi les Eukaryota, à ceci près que ces derniers sont issus de l'endosymbiose d'au moins une α-protéobactérie (devenue leur mitochondrie) et ne sont plus des « procaryotes » et donc plus des archées. Ce clade élargi est dénommé Eukaryomorpha. Cette approche signe la fin du modèle à trois domaines, les Archées devenant un groupe paraphylétique à la base des Eukaryota.

Écologie

Les archées d'Asgård sont généralement thermophiles avec les variations suivantes[1] :

Métabolisme

Les Asgards codent certaines protéines semblables à celles des eucaryotes[2], les profilines[3] qui régulent la polymérisation de l'actine, un constituant du cytosquelette des cellules. Elle intervient aussi dans les déplacements de vésicules ou d'organites et dans l'endocytose ou la phagocytose. Ainsi l'ancêtre commun à la bifurcation archées - eucaryotes était dotée de mécanismes qui ont permis l'endocytose fondatrice des eucaryotes[4].

Une étude[5] montre que ces archées sont hétérotrophes : ils se nourriraient de matière organique et rejetteraient à des degrés divers de l'hydrogène ou autres produits de réduction. De leur côté, certaines α-protéobactérie produisent des enzymes spécialisées dans le métabolisme de l'hydrogène. L'étude suggère donc que ces archées et l’ancêtre des mitochondries vivaient en symbiose avant qu'une endosymbiose intervienne et soit pérennisée chez les eucaryotes[6].

Les Asgards n'étaient connus que par des fragments de génomes récoltés dans des sédiments. En 2019, au bout de douze ans d'efforts, une équipe japonaise parvient à en cultiver une espèce, Prometheoarchaeum synthrophicum, accompagnée d'une archée méthanogène du genre Methanogenium (abritée dans ses longs tentacules) et d'une bactérie du genre Halodesulfovibrio (puis les deux espèces d'archées sans la bactérie). De croissance extrêmement lente, Prometheoarchaeum syntrophicum (souche MK-D1) est un organisme de petite taille (∼550 nm), anaérobie, qui dégrade des acides aminés et des peptides par syntrophie avec l'archée Methanogenium et/ou avec la bactérie Halodesulfovibrio[7],[8],[9].

Phylogénie

Les Asgards pourraient constituer un sous-règne d'archées formé de cinq embranchements : les Lokiarchaeota, Odinarchaeota, Thorarchaeota, Heimdallarchaeota et Helarchaeota[10], plus (via l'endosymbiose d'une α─protéobactérie) les Eukaryota.

En 2021, l'analyse comparative de 162 génomes d'Asgards élargit considérablement la diversité phylogénétique de ce super-embranchement et conduit à proposer six embranchements supplémentaires dont un clade ancestral provisoirement dénommé Wukongarchaeota. De nouvelles protéines proches de protéines considérées comme caractéristiques des eucaryotes sont aussi découvertes dans plusieurs embranchements, suggérant une évolution dynamique par transfert horizontal, perte et duplication de gènes, voire brassages entre domaines. En revanche cette étude ne permet pas de trancher entre les deux positionnements possibles du dernier ancêtre commun des eucaryotes, un clade frère du clade Heimdallarchaeota–Wukongarchaeota au sein des Asgards, ou bien un clade frère des Asgards au sein des archées[11].

Une thèse identifie de nouveaux embranchements : Idunnarchaeota[12], Freyarchaeota[13], Baldrarchaeota[14], Friggarchaeota et Gefionarchaeota, à partir de 69 génomes issus d'assemblages métagénomiques[1],. Selon les résultats — encore préliminaires — de cette étude, les Idunnarchaeota seraient les archées les plus proches des Eucaryotes. Le dernier ancêtre archéal commun des Eucaryotes (DAACE) trouverait son origine dans ou à la base du clade Idunnarchaeota + Heimdallarchaeota qui serait, dans cette deuxième hypothèse, le groupe frère des Eukaryota. L'étude suggère que ce DAACE ne possédait pas de voie de Wood-Ljungdahl et codait des protéines d'origine bactérienne ce qui témoignerait de transferts horizontaux de gènes entre Bactéries et Archées.

Proteoarchaeota TACK

Korarchaeota




Crenarchaeota





Aigarchaeota



Geoarchaeota





Thaumarchaeota



Bathyarchaeota






Eukaryomorpha

Borrarchaeota





Helarchaeota



Lokiarchaeota






Baldrarchaeota



Odinarchaeota





Hermodarchaeota



Thorarchaeota








Wukongarchaeota




Hodarchaeota




Gerdarchaeota




Kariarchaeota




Heimdallarchaeota



Idunnarchaeota


(+α─Proteobacteria)

Eukaryota









Asgard

Notes et références

Notes

  1. Asgård est son nom en suédois.

Références

  1. a et b (en) Eva F. Caceres, « Genomic and evolutionary exploration of Asgard archaea », Doctoral thesis, Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Biology, Department of Cell and Molecular Biology, ORCID iD:0000-0003-2890-2631,‎ 24 octobre 2019 (ISBN 978-91-513-0761-9, lire en ligne, consulté le 25 novembre 2021).
  2. (en) Laura Eme, Anja Spang, Jonathan Lombard, Courtney W. Stairs et Thijs J. G. Ettema, « Archaea and the origin of eukaryotes », Nature Reviews Microbiology, vol. 15, no 12,‎ 10 novembre 2017, p. 711-723 (ISSN , DOI , lire en ligne).
  3. (en) C. Akıl et R. C. Robinson, « Genomes of Asgard archaea encode profilins that regulate actin », Nature, vol. 562,‎ 2018, p. 439-443 (DOI ).
  4. Pour la Science no 494 décembre 2018 p. 16.
  5. Anja Spang et al., Proposal of the reverse flow model for the origin of the eukaryotic cell based on comparative analyses of Asgard archaeal metabolism.,2019 .
  6. Pour la Science no 500 juin 2019 p. 8.
  7. M.-N. C., « Des archées Asgård enfin en culture », Pour la science, no 505,‎ novembre 2019, p. 8.
  8. La Recherche, octobre 2019, p. 24.
  9. (en) Hiroyuki Imachi, Masaru K. Nobu, Nozomi Nakahara, Yuki Morono, Miyuki Ogawara et al., « Isolation of an archaeon at the prokaryote-eukaryote interface », Nature, vol. 577, no 7790,‎ 15 janvier 2020 (DOI , lire en ligne).
  10. (en) Kiley W. Seitz, Nina Dombrowski, Laura Eme, Anja Spang, Jonathan Lombard et al., « Asgard archaea capable of anaerobic hydrocarbon cycling », Nature Communications, vol. 10,‎ 23 avril 2019, article no 1822 (DOI ).
  11. (en) Yang Liu, Kira S. Makarova, Wen-Cong Huang, Yuri I. Wolf, Anastasia N. Nikolskaya et al., « Expanded diversity of Asgard archaea and their relationships with eukaryotes », Nature,‎ 28 avril 2021 (DOI ).
  12. NCBI: "Candidatus Idunnarchaeota" Caceres 2019 (phylum)
  13. "Candidatus Freyarchaeota" Caceres 2019 (phylum)
  14. "Candidatus Baldrarchaeota" Liu et al. 2020 non Caceres 2019 (phylum)
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Les archées d'Asgård (Asgardarchaeota), ou simplement Asgards, forment un super-embranchement d'archées découvert en 2015 dans des sédiments profonds à proximité du château de Loki, une source hydrothermale au large de la Norvège. Ils ont été nommés d'après le domaine des dieux dans la mythologie nordique.

Les Asgards partagent des traits que l'on croyait réservés aux eucaryotes. De ce fait, on considère généralement que le clade qui les inclut inclut aussi les Eukaryota, à ceci près que ces derniers sont issus de l'endosymbiose d'au moins une α-protéobactérie (devenue leur mitochondrie) et ne sont plus des « procaryotes » et donc plus des archées. Ce clade élargi est dénommé Eukaryomorpha. Cette approche signe la fin du modèle à trois domaines, les Archées devenant un groupe paraphylétique à la base des Eukaryota.

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