Thermococcus gammatolerans-熱い、酸素 鞭毛の房に注意してください。 この微生物は、約160Fよりも熱い水の中に住んでいます。Creative Commons Angels Tapias。 ライセンスとリンクの画像をクリックします。

Carl Woese2004年。 クリエイティブ-コモンズ-ドン-ハママン ライセンスとソースの画像をクリックします。”ウルフ、これらのものは細菌でさえありません。”私はその文を読んだとき、寒さが私の背骨を駆け上がった。 アインシュタイン、ニュートン、ケプラーなど-地球上の唯一の少数の人々は、これまでその大きさのベールを持ち上げる瞬間のようなものを体験することがで、心に来る-しかし、謙虚なカールウーズは別のものでした。 彼は私たちの目に細菌のように見えた微生物の勇敢な新しい世界につまずいたが、実際には生化学的にも物理的にもユニークであり、最終的には私た 彼は地球上で、まったく新しい形の生命につまずいていました。

カールウーズはDecに死亡しました。 30. Woeseは、非微生物生物学者の間でさえ、特に一般の人々の間でさえ、ほとんど知られていないままである。 彼の観察が受け入れられ、最初の反応によって深く傷ついた前に、彼は10年以上の懐疑論、嘲笑、そして追放に耐えました;あなたは私が上で抜粋した科学 近年、Nature Reviews Microbiologyの編集委員会を含む一部の人は、Woeseが彼の貢献に対してノーベル賞を受賞するように促しました。 今、それは決して起こりません*。しかし、Woeseはこの物語の中で唯一の陰の英雄ではありません**。 彼が明らかにした生物-古細菌-は魅力的で豊富な生き物ですが、微生物学のクラスの範囲内でさえ、深く議論されることはほとんどありません。 それは残念です。 古細菌はどこにでもあります-深海の通気孔、塩の干潟、氷、海水、土壌、そしてあなたの中にあります。 そして、彼らはより良い宣伝に値する。

第三のドメインについて次の興味深い点を考えてみましょう:

古細菌はDNAやRNAを私たちのように見える方法で作ります-これは興味深いことを意味します

多くの点で、古細菌は細菌よりも私たちに似ています-しかし、あなたはそれを見るためによく見なければなりません。 “私たち”は真核生物、核と呼ばれるパケットにDNAを収容する生命体（他の多くの形質の中で）になります。 このグループには、古細菌と細菌を除くほとんどすべてが含まれています。古細菌は、dnaとRNAを複製する酵素であるDNAとRNAポリメラーゼを保有しており、真核生物に見られるもののより単純なバージョンのように見えます。

古細菌は、真核生物に見られるもののより単純なバージョンのように見えます。

そして、それらの単一の円形染色体は、真核生物のように、しかし細菌とは異なり、複製の複数の起源を持つことができます。

細胞内に収まるようにDNAを凝縮させるために、細菌はジャイラーゼと呼ばれるタンパク質を使用してDNAをコイルにねじります。 古細菌もこれを行いますが、ヒストンと呼ばれるタンパク質の周りにDNAを包み込み、真核生物がDNAを包むヒストンの単純なバージョンのように見えます。 私の知る限りでは、細菌はヒストンを持っていません。

これらの説得力のある類似点-私はスペースのために省略しています生化学的雑草でより深いがあります-古細菌と真核細胞の間では、ミトコンドリアと葉緑体を作成した細菌の巻き込み/共生に加えて、いくつかの他のより神秘的な共生やキメリズムが最初の原核生物細胞を生成するために古代古細菌と細菌の間で発生した可能性があることを示唆しています。 または、真核生物は、実際には、古細菌から進化したことを示唆している可能性があります。 これは熱く議論されたアイデアであり、以下のさらなる証拠が表示されます。

古細菌の外装コーティングは、地球上の何かとは異なります

細菌および真核生物の膜脂質は、同じ一般的な構造を共有しています（下の上の分子から二番目）：グリセロール（赤）に結合したリン酸基（緑）が脂質の頭部を形成し、尾部（ピンク）から二つの脂肪酸が脂質の頭部を形成する。 さらに、細菌のように、私たちの脂質のグリセロールヘッドは、エステル結合（黄色）で脂肪酸尾にリンクされています。

古細菌膜脂質は、細菌および真核生物（上の上の分子）の両方とは非常に異なって見えます。

古細菌膜脂質は、非常に異なって見えます。 古細菌は脂肪酸の代わりに分岐した化学イソプレンの単位で作られた尾を持ち、その20炭素の尾はフィタニル基と呼ばれている（私はフィタニル基を週の母音効率的な単語のために指名する）。 これらの脂質尾部は、上に示したよりもさらに複雑な方法で分岐したり、リング（下記参照）を組み込むことさえできます-私の知る限り、細菌および真核生物の膜脂質が決して取ることのない狂った形。P>

crenarchaeol、archaeonから環状、分岐単層膜脂質。 パブリックドメイン。

それらのフィタニルテイルは、主にエステルではなくエーテルを用いてグリセロールにフックされており（上記2を参照）、エステルよりも破壊に強い。 そしてグリセロールに私達の膜の脂質のグリセロールに反対の利き手があります（図の細菌およびarchaeal脂質のミラーのオリエンテーションに注意して下さい）。分子利き手-化学のキラリティ-話す-進化によって簡単に変更されたものではありません。

分子利き手-化学のキラリティ-話す-進化によって容易に変 例えば、地球上の生命が使用するアミノ酸と呼ばれるタンパク質ビルディングブロックの大部分は、排他的に”左利き”です。 どうして？ いくつかは推測を持っていますが、誰も本当に知っていません。 レフティのアミノ酸が引き継がれたら、しかし、生化学的に戻ることはありませんでした-酵素は特定の方法で設定され、それはそれでした。 したがって、古細菌と細菌の酵素が反対の利き手でグリセロールを使用することは、細菌と古細菌がずっと前に別れたことを意味します。いくつかの古細菌脂質は、細菌または真核生物ではめったに見られない、または見られない性質を有する。

細菌と真核生物は、お互いを過ぎて流れる脂質二重層でできた膜を持っています（＃9）。 しかし、古細菌のフィタニルテイルは互いに共有結合して脂質単分子層を形成することができる（＃10および上記のcrenarchaeolの画像を参照）。二つの頭;一つの体-膜ヒドラ。

分岐した網状のフィタニルテイルと脂質単分子層はすべて火傷温度に適応しているようです。 それらは、温熱性古細菌が生息する水様でしばしば酸性のインフェルノにおける膜漏れまたは二重層の剥離を防ぐのに役立つかもしれない。

また、私たちの遺伝的およびタンパク質製造機械のほとんどとは異なり、私たちの脂質は古細菌よりもはるかに細菌に似ていることを観察す それは、あまりにも、古代のキメ主義の証拠ですか？

古細菌の寄生虫と病原体の神秘的な欠如

明らかに寄生虫や病原性の古細菌は発見されていません。 それは彼らが存在しないと言うことではありません。 古細菌は私たちがそれらを見つけるずっと前に存在していましたが、今ではそれらがどこにでもあることがわかります。 分でそれについての詳細。

しかし、これは熟考する価値のあるポイントです（タルムードの質問、ラ小さなものを考えますか？): ドメインに明らかな寄生虫や病原体がないように見えるのはなぜですか？ 細菌や真核生物は、梅毒からナンキンムシ、ヤドリギ、ナイジェリアのCraigslistの詐欺師に無数の厄介な寄生虫を生み出しており、私にはドメイン全体がそれらを欠いていなければならないことは非常に奇妙に思えます。

古細菌の化学は非常にユニークなので、高等生物の中で生きることができませんか？ いいえ、それは確かに我々は以下を参照してくださいように、そうではないようです。 では、なぜ彼らはダークサイドに渡ったことがないのですか？ それは彼らの代謝や化学についての基本的な何かですか？私たちが潜在的に病原性または寄生性の古細菌に最も近いものは、世界最小の細胞の一つであるNanoarchaeum equitansです。

私たちが発見した最も近いものは、世界最小の細胞の一つである。

イエローストーンの黒曜石プールのような大陸の頂上から海の深さまでのあらゆる熱水噴出孔で発見されていますアイスランド近くの中央海嶺や北極海の下のような分布ですそれ自体が意味することについて熟考する価値がある分布です。

それが発見された場所では、はるかに大きな古細菌、Ignicoccusの表面にのみ生息しています。 10Nまで。 エクイタンは、個々のIgnicoccusの表面を覆うことができます。 Nanoarcheumは脂質、ほとんどのヌクレオチド（DNAおよびRNAのビルディングブロック）またはアミノ酸を合成することはできません。 それはそれらを取る必要があります（それらを盗む？ それらを交換しますか？）からイングニコッカス。

しかし、他の微生物寄生虫とは異なり、N.equitansはそれ自身のDNAを修復し、DNA、RNA、タンパク質合成を行うために必要なすべてを持っています。 それは明らかにIgnicoccusなしでは生きられないが、それが共生生物であるか寄生虫であるかはまだ不明である。

この明らかな厄介の欠如は、古細菌が寄生虫や病原体を含まないことを意味するものではありません。 逆に、多くのものが古細菌を消費し、古細菌は古細菌を繁殖させることができるのと同じ地獄のような環境で繁栄するユニークな形の（スピンドル、杖、

ここでは、いくつかの紡錘形のDNAウイルスをスポーツ中国の温泉からsulfolobusと呼ばれる古細菌があります:

温熱酸性古細菌古細菌Sulfolobus tengchongensisとその紡錘形の寄生虫、ウイルスSTSV1

古細菌病原体の奇妙な欠如はまた、ノーベル賞を受賞することにWoeseの難しさに貢献している可能性があります。 ノーベル生物学賞ではありませんノーベル生理学-医学賞です そして、明らかな古細菌の病気がなければ、彼の賞の場合は必然的に間接的であろう。古細菌はどこにでもあります

古細菌が世界に発表されたとき、彼らは長年にわたって極端な変人として考えられていました。 彼らは塩干潟、熱水噴出孔、熱い酸性プール、メタンが出没する沼地のような場所に住んでいました。 彼らは普通の微生物とは違っていました多くの場合、それは驚くほど素晴らしい方法で真実です。

そして、多くの場合、それは驚くほど素晴らしい方法で真実です。

私たちは、塩の鍋に住んでいる郵便切手のようなシートに分割する正方形の平らな古細菌を発見しました。 彼らは（明らかに）バクテリオロドプシンと呼ばれるタンパク質を使用しています構造的および機能的には完全に独立して進化していますが、脊椎動物の眼タンパク質ロドプシンとは構造的および機能的に類似しています光からエネルギーを作るために。 これらの塩を愛する古細菌の他の種は、正方形に加えて様々な多面体形状で来て、時には世代間で形状をシフトさせます。

Halquadratum walsbyiの正方形のセルのシートのような切手。 パブリックドメイン。 画像をクリックするとソースが表示されます。

そして、生き残るだけでなく、実験室や医療用滅菌装置の死滅温度である121Cで再現する能力にちなんで命名されたひずみ121があります。 発見以前は、オートクレーブの温度リングを保持している121Cで15分間生存できると考えられていた細胞はありませんでした。 ひずみ121は130℃までの温度で生き残ることができ、実験では、140-150℃の温度に耐えることができる古細菌種があるかもしれないことを示唆しています。

しかし、古細菌は実験室で培養するのは難しいです（微生物の大部分がそうであるように）。 もっとそこに、隠された、まだ再び、プレーンなビューであった場合はどうなりますか？

私たちが古細菌のDNAを探し始め、遺体を見つけることを心配しなかったとき、私たちは実際に私たちが見ているどこでも微生物を発見しました。 これには、海水や海洋堆積物、土壌、哺乳類の腸や膣などの「通常の」場所が含まれます。 彼らは外洋の微生物バイオマスの40％を占めるかもしれません（細菌はまだそれらを約3から1を上回っています）、地球の総バイオマスの20％を占める 彼らの熱を愛する評判にもかかわらず、古細菌はまた、北極の海水や氷のように、あまりにも非常に寒い場所で上がっています。驚いたことに、私たちはマングローブの根に住んでいる肉眼で見るのに十分な大きさの超大型の糸状古細菌を発見しました。

私たちの驚いたことに、私た 私たちは、これらの生物がエネルギーのためにセルロースを分解するのを助けるために、牛やシロアリの腸内で原生動物と相互作用するメタン生成古細菌を発見しました。 私たちは、すべてのものの中でもスポンジと共生している古生物を見つけました。

微生物をDNA配列と照合し始めると、もっと多くの奇妙で素晴らしい生き物が現れることは間違いありません。

*ノーベル賞は死後に授与されませんが、昨年は顕著なケースで例外がありました。