Thermococcus gammatolerans–a 편모 archaeon 번창하는 뜨거운에서 산소 부족한다. 편모의 술에주의하십시오. 이 미생물은 약 160F 보다 더 뜨거운 물 속에 살고 있습니다.Creative Commons Angels Tapias. 라이센스 및 링크를 보려면 이미지를 클릭하십시오.

1970 년대에,명 과학자라는 칼 Woese(발음”불”)에서 작동하는 뭔가가 분명히 오히려 일상적인:를 찾는 방식을 분류하는 박테리아.

그것이 간단한 작업처럼 보일지 모르지만 박테리아는 이전의 모든 시도에 완고하게 저항했습니다. 전통적인 방법-외모,구조 및 신진 대사의 차이를보고 일종의 시선을 사로 잡는 방법-은 실패했습니다. 박테리아는 종종 진정한 진화 관계에 관계없이 많이 비슷하게 보이고 행동합니다.

미생물학의 위대한 이름은 오래 전에 문제를 포기했다. 그러나 Woese 는 아이디어를 가지고있었습니다: 어떤 경우에는 박테리아 될 수 있다고 과학적으로 정렬을 사용하여 그들의 유전재료,표현으로서 RNA 를 만들어 그들의 변이,단백질 생산 단위의 휴? 가장 ribosomal RNA 돌연변이 심각하는 자손이 그들을 상속,주의 변’중요성을 유지 살아 있고,이에 따라 변화 ribosomal RNA 만 일어날 거의 없습니다. 그러나 여러 가지 억 년 미생물 지구에 생명이 존재하고,그들이 일어나고,이 분자 유망한 대상에 대한 판단의 관계는 스트레칭으로 깊은 시간입니다.

십 년 후 또는 그의 근면하게 쪼개기 ribosomal RNA 으로 그를 쳐다보고 이러한 정렬한 비트에 사진 필름 클립을 가벼운 상자–수많은 시간의 지루함에 의해 연료가 박사 후추와 시합에서 턱까지 바–Woese 만에 그의 방법을 만드는 세균성이 나타날 것입니다.그런 다음 예기치 않은 일이 발생했습니다. 랄프 울프(Ralph Wolfe)라는 동료는 메탄을 만든 특이한 박테리아 그룹에 자신의 방법을 시도 할 것을 제안했습니다. 비록 그들이 파스타와 같은 다양한 모양으로 왔지만,그들의 생화학과 신진 대사는 비슷하게 보였다. 이 책에서는 1997 년 제하여 버지니아 모렐 캡처의 충격음에 무슨 일이 일어났어:

그러나 때 Woese 공부들의 시퀀스 methanogens 등록하지 않았으로 박테리아. “그들은 내가 박테리아의 특성으로 인식하게 된 올리고 뉴클레오티드 서열을 완전히 놓치고있었습니다.”라고 그는 설명합니다. 샘플이 어떻게 든 오염되었다고 생각하면서 그는 신선한 것을 실행했습니다. “그리고 그 때 칼이 복도를 내려와 머리를 흔들었다.”울프가 말한다. “그는 나에게’울프,이런 것들은 박테리아조차도 아니다.’그리고 나는’자,진정해,칼; 궤도에서 나와라. 물론,그들은 박테리아입니다;그들은 박테리아처럼 보입니다.'”그러나 Woese 가 지금 알고 있듯이 박테리아의 형태학은 아무런 의미가 없습니다. 그들의 분자 만이 이야기를 들려주었습니다. 와 분자가 선언하는 methanogens 처럼되지 않은 다른 원핵생물 또는 진핵생물들에게 무언가를 스스로,세 번째 지점의 삶입니다.

2004 년 Carl Woese. 크리에이티브 커먼즈 돈 해머먼. 라이센스 및 소스를 보려면 이미지를 클릭하십시오.

“울프,이런 것들은 박테리아조차도 아닙니다.”내가 그 문장을 읽을 때,냉기가 내 척추를 달렸다. 지구상의 소수의 사람들 만이 아인슈타인,뉴턴,케플러 등 그 크기의 일종의 베일 리프팅 순간을 경험하게됩니다.,마음에 와서-하지만 겸손 칼 Woese 는 또 다른했다. 그는 우연히 발견에 용감한 새로운 세계의 미생물처럼 보이는 박테리아를 우리의 눈이었지만,사실 그래서 고유 화학적 및 물리적으로는 그들은 궁극적으로 입증하는 것이 더 밀접하게 관리하는 것보다 그들이다. 그는 바로 여기 지구상에서 완전히 새로운 형태의 삶을 우연히 발견했습니다.

칼 Woese 는 12 월 사망. 30. Woese 는 미생물이 아닌 생물 학자들 사이에서도 거의 알려지지 않았지만 특히 대중들 사이에서도 알려져 있습니다. 그는 영속은 십 년이나 더 많은 회의 조롱에 따돌림을 당기 전에 자신의 관찰을 허용했다고 깊은 상처는 초기 반응할 수 있어야에 대해 더 읽는 과학 기능을 이야기가 발췌상(지불하는 액세스가 필요합니다). 최근 몇 년 동안 Nature Reviews Microbiology 의 편집위원회를 포함하여 일부는 Woese 가 자신의 공헌으로 노벨상을 받도록 강요했습니다. 자,그런 일은 결코 일어나지 않을 것입니다*.

그러나 Woese 는이 이야기에서 유일하게 알려지지 않은 영웅이 아닙니다**. 생물 그는 공개–고세균–는 매혹적인하고 풍부한 생물,아직은 좀처럼에서 논의 깊이에도,범위 내에서의 미생물학 클래스입니다. 부끄러운 일입니다. Archaea 는 어디 에나 있습니다-심해 통풍구,소금 평지,얼음,물,토양 및 당신. 그리고 그들은 더 나은 홍보를받을 자격이 있습니다.

세 번째 도메인에 대해 다음과 같은 흥미로운 점을 고려하십시오:

고세균 확인 DNA 및 RNA 방법으로는 것처럼 우리는 의미있는 흥미로운 것은

에서 여러 가지 방법으로,고세균 보기 더 많은 우리와 같은 박테리아보다-하지만 당신은 밀접하게 보이 그것을 참조하십시오. “우리”는 핵이라고 불리는 패킷에 DNA 를 수용하는 생명체 인 진핵 생물 일 것입니다(다른 많은 특성들 중에서). 이 그룹에는 archaea 와 박테리아를 제외한 거의 모든 것이 포함됩니다.

Archaea 는 DNA 와 RNA 중합 효소(DNA 와 RNA 를 복제하는 효소)를 보유하고있어 진핵 생물에서 발견되는 더 단순한 버전처럼 보입니다. 그리고 그들의 단일 원형 염색체는 진핵 생물과 같지만 박테리아와는 달리 하나 이상의 복제 기원을 가질 수 있습니다.

세포 내부에 들어갈 정도로 DNA 를 응축시키기 위해 박테리아는 GYRASE 라는 단백질을 사용하여 DNA 를 코일로 비틀어 넣습니다. 고세균이지만,그들은 또한 포장의 DNA 주위에는 단백질이라는 히스톤는,다시 찾아 같은 간단한 버전의 히스톤의 주위에있는 진핵생물 포장의 DNA. 내가 아는 한 박테리아는 히스톤을 가지고 있지 않습니다.

이러한 강력한 유사성–있는 더 깊은 생화학에 잡초가 나를 생략한 공간 사이-archaeal 와 진 핵세포는 일부를 제안뿐만 아니라 세균 말림/공생을 만든 미토콘드리아와 엽록체,다른 몇 가지 더 신비로운 공생이나 chimerism 발생할 수 있는 사고대 archaeon 및 박테리아를 생산하는 첫 번째 프로토 진핵 세포입니다. 또는 진핵 생물이 사실 아케 아에서 진화했다고 제안 할 수 있습니다. 이것은 뜨겁게 토론 된 아이디어이며,아래에서 더 많은 증거를 보게 될 것입니다.

Archaeal 외부 코팅는 달리 아무것도 지구상의 다른

세균와 진 핵 막 지질 공유 같은 일반적인 구조(두 번째는 상단에서 분자 아래):인산염 인산(녹색)연결하는 글리세롤(red)형태의 머리지질,는 두 가지 지방산의 꼬리에서(핑크). 또한 박테리아와 마찬가지로 우리의 지질의 글리세롤 머리는 에스테르 연결(황색)으로 지방산 꼬리와 연결됩니다.

Archaeal 막 지질은 매우,매우 다른 모두에서 박테리아 및에서 진핵생물(최고분자,위에). 고세균가 꼬리의 건축 단위의 화학 분 이소프렌 대신 지방산,그들의 20-탄소 꼬리라고 phytanyl 그룹(I 추천 phytanyl 에 대한 모음을 효율적의 말씀을 주). 이러한 지질 꼬리할 수 있는 분기에 더욱 복잡한 방법보다 위와 같거나 심지어 통합하는 반지(아래 참조)-미친 모양는 세균 및 진 핵 막 지질 지지 않으로하고 있는 것으로 알고 있습니다.

Crenarchaeol 로,고리,분기 단층 멤브레인 지질서 archaeon. 공개 도메인.

그들의 phytanyl 꼬리는 주로 엮은 자신의 글리세롤을 사용하여 에테르,에스테르하지 않,결합시다(2 위),저항하는 파괴보다 더 나은 에스테르. 과 그들의 글리세롤이 반대하는 손해 글리세롤 우리의 지질 막(참고 미러 방향에 세균과 archaeal 지질 그림)으로 구성되어 있습니다.

분자 handedness–chemistry-speak 에서의 키랄성–은 진화에 의해 쉽게 변화된 것이 아닙니다. 예를 들어,대부분 단백질의 빌딩 블록이라는 아미노산을 사용하여 지구에 생명이 있는 독점적으로”왼손잡이”. 왜? 일부는 추측이 있지만 아무도 실제로 알지 못합니다. 한 번 왼손잡이 아미노산이 이상했지만,없었다가 다시 화학적–효소를 설정한 특정한 방식으로 그것이었습니다. 따라서,즉,archaeal 세균 효소를 사용하여 글리세롤을 가진 반대하는 손 의미하는 박테리아 및 고세균 헤어 방법으로 오래 전에.

일부 archaeal 지질은 박테리아 또는 진핵 생물에서 거의 또는 전혀 볼 수없는 성질을 가지고 있습니다. 박테리아와 진핵 생물은 서로 과거로 흐르는 지질 이중층으로 만들어진 막을 가지고 있습니다(#9). 그러나 archaeal phytanyl 꼬리는 서로 공유 결합되어 지질 단층을 형성 할 수 있습니다(위의 crenarchaeol 의#10 및 이미지 참조).두 개의 머리;하나의 몸-막 히드라.

분지 및 망상 피타닐 꼬리 및 지질 단층은 모두 비늘질 온도에 대한 적응 인 것으로 보인다. 그들은 막 누설 또는 hyperthermophilic archaea 가 사는 물과 수시로 신랄한 infernos 에 있는 bilayer 의 박리 떨어져 방지하는 것을 도울지도 모릅니다.

할 수도 있습을 관찰하는 것과는 달리 대부분의 유전자 및 단백질 제조 기계,우리의 지질을 닮은 박테리아보다 훨씬 더 많은 고세균. 그것도 고대 키메라주의의 증거입니까?

Archaeal 기생충과 병원균의 신비한 부재

분명히 기생충이나 병원성 archaea 는 발견되지 않았다. 그것은 그들이 존재하지 않는다고 말하는 것이 아닙니다. Archaea 는 우리가 그들을 발견하기 오래 전에 존재했으며,이제 우리는 그들이 도처에 있다는 것을 알 수 있습니다. 1 분 안에 그것에 더 많은 것.

그러나 이것은 숙고 할 가치가있는 점입니다(탈무드 질문,라 작은 것들을 고려 했습니까?): 왜 도메인에 명백한 기생충이나 병원균이없는 것 같습니까? 박테리아와 진핵생물이 있을 양산하는 수많은 불쾌한 기생충에서 syphillis 을 빈대를 겨우살이하는 나이지리아 판매 사기꾼,그리고 저에게 그것은 매우 이상한 것을 전체 도메인이 없어야 합니다.

archaeal chemistry 는 고등 생물 내부에서 살기에 좋지 않은 정도로 독특합니까? 우리가 아래에서 볼 수 있듯이 아니,그건 확실히 경우가 될 것 같지 않습니다. 그렇다면 왜 그들은 결코 어두운면으로 넘어 가지 않았습니까? 그것은 그들의 신진 대사 또는 화학에 대한 근본적인 것입니까?

가장 가까운 것은 우리가 발견한 잠재적으로 병원성 기생 archaeon 은 Nanoarchaeum equitans,하나의 세계에서 가장 작은 세포입니다. 그것은에서 찾을 열수구에서 모든 곳에서 정상의 대륙–같은 흑요석 수영장에서 옐로스톤-에 바다의 깊이들처럼 Mid-오션 리지 근처에는 아이슬란드와 북극 아래 바다,배포는 그 자체에 가치가있을 위해 숙고하고 무엇을 의미하고 있습니다.

그것이 발견되는 곳마다,그것은 훨씬 더 큰 archaeon,Ignicoccus 의 표면에서만 독점적으로 산다. 최대 10 엔. equitans 는 개별 Ignicoccus 의 표면을 코팅 할 수 있습니다. Nanoarcheum 은 지질,대부분의 뉴클레오티드(DNA 와 RNA 의 빌딩 블록)또는 아미노산을 합성 할 수 없습니다. 그것은 그들을 데려 가야합니다(그들을 훔쳐? 그들을 교환 하시겠습니까?)Ingnicoccus 에서.

달리하지만 다른 미생물 기생충,N.equitans 는 데 필요한 모든 것을 복구하는 자신의 DNA 수행 DNA,RNA,단백질 합니다. 비록 그것이 분명히 Ignicoccus 없이는 살 수 없지만,그것이 공생 동물인지 기생충인지는 여전히 불분명합니다.

이 명백한 nasties 의 부족은 또한 archaea 가 기생충이나 병원균의*무료*임을 의미하지 않습니다. 반대에,많은 것들을 소모하 고세균,그리고 고세균에 호스트를 재생 전체 스펙트럼의 독특한 모양(스핀들,지팡이,그리고 눈물)DNA 바이러스가 번창하는 동일한 지옥같은 환경을 낳을 수 있습니다 고세균.

여기 몇 개의 스핀들 모양의 DNA 바이러스를 자랑하는 중국의 온천에서 Sulfolobus 라고 불리는 archaeon 이 있습니다:

hyperthermoacidophile archaeon Sulfolobus tengchongensis 고의 스핀들 모양 기생충,바이러스 STSV1

이상의 부족 archaeal 병원균 수 있습니다 또한 기여를 Woese 의 어려움에서 승리 노벨상을 수상. 생물학 분야의 노벨상이 아니라 생리학이나 의학 분야의 노벨상입니다. 그리고 명백한 대천병이 없다면,그의 상금에 대한 사건은 반드시 간접적 일 것입니다.

고세균은 어디에나 있

경우 고세균이 발표되었는 세계에,그들은 몇 년 동안의 생각으로 extremophile 괴물. 그들은 소금 평지,열수 통풍구,뜨거운 산성 풀 및 메탄에 감염된 습지와 같은 곳에서 살았습니다. 그들은 정상적인 미생물과 같지 않았습니다.그리고 많은 경우에 놀랄만큼 멋진 방법으로 사실입니다. 우리는 소금 팬에 사는 우표와 같은 시트로 나뉘는 정사각형의 평평한 대천사를 발견했습니다. 그들이 사용하라고 하는 단백질(eroneously,분명)bacteriorhodopsins 는 구조적으로 기능적으로 비슷하지만 완전히 독립적으로 진화를 척추 눈 단백질 rhodopsin 에너지를 만들기 위해서는 빛입니다. 다른 종의 이러한 소금 사랑하는 고세균에는 다양한 다면체 형태에 또한 사각형,그리고 때로는 변화는 모양이다.

Halquadratum walsbyi 의 정사각형 셀 시트와 같은 우표. 공개 도메인. 소스를 보려면 이미지를 클릭하십시오.

의 변형 121,지명의 능력이지만 생존을 위해,하지만 재현에 121C,kill 온도의 연구소 및 의학 살균 장비입니다. 그것의 발견 이전에,오토 클레이브의 121c 보유 온도 링에서 15 분 동안 생존 할 수있는 세포는 생각되지 않았다. 변형 121 에서 살아남을 수 있는 최대 온도 130C 고 실험을 건 있을 수 있습 archaeal 종 견딜 수 있는 온도의 140 150C. 당신이 잊지 않도록,물 끓 100C 에 있습니다.

지만 고세균 어려운 문화가 실험실(으로는 대부분의 미생물). 거기에 더 많은 것이 숨겨져 있고,다시 한번,평범한 시야로 있다면 어떨까요?

때 우리는 찾기 시작했 archaeal DNA 지에 대한 걱정을 찾고,우리가 발견한 미생물 실질적으로 모든 곳에서 하겠습니다. 이 포함된”정상”같은 장소는 해수 및 해양 퇴적물,토양 및 포유류 용기와 질. 그들은 넓은 바다에서 미생물 바이오 매스의 40%를 구성 할 수 있으며(박테리아는 여전히 약 3 대 1 보다 많음)지구 전체 바이오 매스의 20%를 구성 할 수 있습니다. 에도 불구하고 자신의 사랑의 열 명성,고세균 또한 돌에서 매우 추운 장소처럼 너무 북극 바닷물과 얼음입니다.

놀랍게도,우리는 맹그로브 뿌리에 사는 육안으로 볼 수있을 정도로 거의 큰 수퍼 크기의 필라멘트 성 archaea 를 발견했습니다. 우리가 발견 methanogenic 고세균과 상호 작용하는 원생동물의 내장에서 소와 흰개미하는 데 도움이 이러한 생물 break 셀룰로오스의 아래에 대한 에너지입니다. 우리는 심지어 스폰지와 공생적으로 살아가는 대천사를 발견했습니다.

의심의 여지 더 많은 이상하고 놀라운 생물 나타납니다 일단 우리가 시작 일치하는 미생물의 DNA–는 경우에만 우리는 볼 수 있습니다.

*노벨상은 작년에 놀라운 사례에서 예외를 만들었지 만 사후에 수여되지 않습니다.