Nitrososphaera
| Nitrososphaera | |
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| Género: | Nitrososphaera Stieglmeier y otros, 2014 |
| Especie tipo | |
| Nitrososphaera viennensis Stieglmeier y otros, 2014 | |
| Especies | |
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| Sinónimos | |
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Nitrososphaera es un género mesófilo de Crenarchaeota oxidantes de amoníaco. [1] [2] El primer organismo Nitrososphaera fue descubierto en suelos de jardín en la Universidad de Viena, lo que llevó a la categorización de un nuevo género, familia, orden y clase de Archaea. [3] Este género contiene tres especies distintas: N. viennensis , Ca. N. gargensis y Ca N. evergladensis . [1] Nitrososphaera son quimiolitoautótrofos y tienen importantes funciones biogeoquímicas como organismos nitrificantes. [4]
Filogenia
El género Nitrososphaera contiene una de las primeras arqueas oxidantes de amoníaco descubiertas ( N. viennensis) . Solo se han identificado tres especies distintas de este género. Tanto Ca. N. gargensis como Ca. N. Evergladensis se conocen como Candidatus , que se han descubierto y analizado, pero aún no se han estudiado en cultivo puro en un laboratorio. La taxonomía actualmente aceptada se basa en la Lista de nombres procariotas con posición en la nomenclatura (LPSN) [2] y el cladograma del Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) se tomó de la publicación GTDB 07-RS207 (8 de abril de 2022).
| Nitrososphaera |
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Estructura del genoma
El gen 16S rRNA de todas las Nitrososphaera sp. es casi idéntico, ya que son vecinas dentro del árbol filogenético. N. viennensis tiene una divergencia del 3% con Ca. N. gargensis, mientras que Ca. N. evergladensis tiene una similitud del 97% con Ca. N. gargensis dentro del gen 16S rRNA. [5] Las Nitrososphaera sp. usan genes de amoniaco monooxigenasa ( amo A) para oxidar amonio a nitrito. [6]
Morfología
Las tres especies contienen genes para ureasa , urea y amoníaco . [6] Nitrososphaera tiene una membrana celular compuesta de crenarqueol , su isómero , y un tetraéter de dialquil glicerol glicerol (GDGT), todos los cuales se utilizan para identificar arqueas oxidantes de amoníaco. [7] N. viennensis tiene un diámetro celular de 0,6-0,9 μm y es un coco esférico irregular . [1] [6] Ca. N. gargensis no es patógeno presenta un diámetro de aproximadamente 0,9 ± 0,3 μm con un coco relativamente pequeño. [8] Ca. N. evergladensis aún debe analizarse y describirse adecuadamente para obtener características morfológicas.
Hábitats
Se han encontrado arqueas oxidantes de amoníaco en varios entornos y hábitats alrededor del mundo. N. viennensis fue descubierta por primera vez en suelos de jardín. [3] Las condiciones de crecimiento preferidas son 35 °C - 42 °C y pH de 7,5. [1] Ca. N. gargensis se encontró en aguas termales y se encuentra comúnmente en hábitats que contienen metales pesados con una temperatura de crecimiento de ~ 46 °C. [9] Ca. N. evergladensis fue descubierta por primera vez en la región húmeda de los Everglades en Florida. También se han detectado otros parientes de Nitrososphaera sp. en pantanos, tapetes microbianos, sedimentos de agua dulce, sedimentos marinos de aguas profundas y regiones con altos niveles de fuentes de nitrógeno y amoníaco para permitir el proceso de oxidación de los lípidos y nutrientes para la supervivencia óptima de estos microbios. [4]
Nitrificación e impacto ambiental
El descubrimiento de Nitrososphaera capaz de oxidar amoniaco indicó que tanto las arqueas como las bacterias eran capaces de oxidar amoniaco . [10] Las arqueas oxidantes de amoniaco han sido comparables a las bacterias oxidantes de amoniaco . [2] No fue hasta el reciente descubrimiento y análisis, que los científicos creyeron que solo las bacterias oxidantes de amoniaco eran capaces de oxidar amoniaco dentro de los suelos. Sin embargo, las arqueas oxidantes de amoniaco y las bacterias oxidantes de amoniaco trabajan juntas en el ciclo del nitrógeno. Las arqueas oxidantes de amoniaco, incluida Nitrososphaera, son abundantes en suelos cálidos y húmedos, junto con las bacterias oxidantes de amoniaco. Ambos microbios juegan un papel importante en la nitrificación de los suelos. [1] [2]
Las Nitrososphaera utilizan el amoníaco del medio ambiente para generar ATP mediante la oxidación del amoníaco (NH 3 ) en nitrito (NO 2 − ). [11] La oxidación del amoníaco conduce a la desagregación de otros compuestos químicos, proporcionando nutrientes importantes para la supervivencia de las plantas. [1] Uno de los compuestos químicos que se forma a partir del ciclo del nitrógeno es el óxido nitroso (N 2 O), un gas de efecto invernadero . [4] [6] El óxido nitroso tiene una eficiencia radiativa 216 veces mayor que el CO 2 . [12] Estas arqueas oxidantes de amoníaco son un componente clave en los suelos, que emiten más del 65% de las concentraciones atmosféricas de óxido nitroso de la Tierra. [13]
Véase también
Referencias
- ^ abcdef Stieglmeier M, Klingl A, Alves RJ, Rittmann SK, Melcher M, Leisch N, Schleper C (agosto de 2014). "Nitrososphaera viennensis gen. nov., sp. nov., una arquea aeróbica y mesófila, oxidante de amoníaco del suelo y miembro del filo de arqueas Thaumarchaeota". Revista internacional de microbiología sistemática y evolutiva . 64 (Pt 8): 2738–2752. doi :10.1099/ijs.0.063172-0. PMC 4129164 . PMID 24907263.
- ^ abcd Jung MY, Well R, Min D, Giesemann A, Park SJ, Kim JG, et al. (mayo de 2014). "Firmas isotópicas de N2O producido por arqueas oxidantes de amoníaco de los suelos". The ISME Journal . 8 (5): 1115–1125. doi :10.1038/ismej.2013.205. PMC 3996685 . PMID 24225887.
- ^ ab Whitman WB, Rainey F, Kämpfer P, Trujillo M, Chun J, DeVos P, Hedlund B, Dedysh S, eds. (17 de abril de 2015). Manual de sistemática de arqueas y bacterias de Bergey (1ª ed.). Wiley. doi : 10.1002/9781118960608.gbm01294. ISBN 978-1-118-96060-8.
- ^ abc Walker CB, de la Torre JR, Klotz MG, Urakawa H, Pinel N, Arp DJ, et al. (mayo de 2010). "El genoma de Nitrosopumilus maritimus revela mecanismos únicos de nitrificación y autotrofia en crenarchaea marina distribuida globalmente". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 107 (19): 8818–8823. Bibcode :2010PNAS..107.8818W. doi : 10.1073/pnas.0913533107 . OCLC 801270696. PMC 2889351 . PMID 20421470.
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- ^ abcd Hatzenpichler R (noviembre de 2012). "Diversidad, fisiología y diferenciación de nichos de arqueas oxidantes de amoníaco". Applied and Environmental Microbiology . 78 (21): 7501–7510. Bibcode :2012ApEnM..78.7501H. doi :10.1128/AEM.01960-12. PMC 3485721 . PMID 22923400.
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- ^ Hatzenpichler R, Lebedeva EV, Spieck E, Stoecker K, Richter A, Daims H, Wagner M (febrero de 2008). "Un crenarqueote moderadamente termófilo oxidante de amoníaco de una fuente termal". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 105 (6): 2134–2139. Bibcode :2008PNAS..105.2134H. doi : 10.1073/pnas.0708857105 . PMC 2538889 . PMID 18250313.
- ^ Lehtovirta-Morley LE (mayo de 2018). "Oxidación del amoniaco: ecología, fisiología, bioquímica y por qué todas ellas deben ir juntas". FEMS Microbiology Letters . 365 (9). doi : 10.1093/femsle/fny058 . PMID 29668934.
- ^ Tourna M, Stieglmeier M, Spang A, Könneke M, Schintlmeister A, Urich T, et al. (mayo de 2011). "Nitrosophaera viennensis, una arqueona que oxida el amoníaco del suelo". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 108 (20): 8420–8425. Código Bib : 2011PNAS..108.8420T. doi : 10.1073/pnas.1013488108 . PMC 3100973 . PMID 21525411.
- ^ Rahn T, Wahlen M (diciembre de 1997). "Enriquecimiento de isótopos estables en óxido nitroso estratosférico". Science . 278 (5344): 1776–1778. Bibcode :1997Sci...278.1776R. doi :10.1126/science.278.5344.1776. PMID 9388175.
- ^ Seitzinger SP, Kroeze C, Styles RV (julio de 2000). "Distribución global de las emisiones de N2O de los sistemas acuáticos: emisiones naturales y efectos antropogénicos". Chemosphere - Ciencia del cambio global . 2 (3–4): 267–279. Bibcode :2000ChGCS...2..267S. doi : 10.1016/s1465-9972(00)00015-5 . ISSN 1465-9972.
Lectura adicional
- Zhalnina KV, Dias R, Leonard MT, Dorr de Quadros P, Camargo FA, Drew JC, et al. (7 de julio de 2014). "La secuencia genómica de Candidatus Nitrososphaera evergladensis del grupo I.1b enriquecida a partir del suelo de los Everglades revela nuevas características genómicas de las arqueas oxidantes de amoníaco". PLOS ONE . 9 (7): e101648. Bibcode :2014PLoSO...9j1648Z. doi : 10.1371/journal.pone.0101648 . PMC 4084955 . PMID 24999826.
- Zhalnina K, de Quadros PD, Gano KA, Davis-Richardson A, Fagen JR, Brown CT, et al. (1 de mayo de 2013). "Ca. Nitrososphaera y Bradyrhizobium están inversamente correlacionados y relacionados con las prácticas agrícolas en experimentos de campo a largo plazo". Frontiers in Microbiology . 4 : 104. doi : 10.3389/fmicb.2013.00104 . PMC 3640186 . PMID 23641242.
