Capsaspora owczarzaki

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Capsaspora owczarzaki

Capsaspora owczarzaki

Systematik
ohne Rang: Filozoa
ohne Rang: Filasterea
ohne Rang: Ministeriida
Familie: Capsasporidae
Gattung: Capsaspora
Art: Capsaspora owczarzaki
Wissenschaftlicher NamederGattung
Capsaspora
Hertel, Bayne & Loker 2002[1]
Wissenschaftlicher NamederArt
Capsaspora owczarzaki
Hertel, Bayne & Loker 2002[1]

Capsaspora owczarzakiist eineSpezieseinzelligerEukaryoten,die als unter den nächsten einzelligen Verwandten derTiereeinephylogenetischeSchlüsselposition in unserem Verständnis des Ursprungs der tierischenVielzelligkeiteinnehmen. Zusammen mit der ArtMinisteria vibransgehört er zurKladeFilasterea(siehe „§ Systematik“unten). Diese SpeziesamöboiderProtistenhat entscheidend dazu beigetragen, die Natur des letzten einzelligen Vorfahren der Tiere zu enträtseln, der sich als viel komplexer erwiesen hat, als bisher angenommen.Capsaspora owczarzakiist die einzige Spezies in der GattungCapsasporadie somitmonotypischist.[2][3][4]

Beschreibung

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C. owczarzakiwurde ursprünglich als amöbenartiger „Symbiont “der SüßwasserschneckeBiomphalaria glabratabeschrieben. Die Amöben wurden aus derHämolympheder Schnecken gewonnen, die ursprünglich inPuerto Ricogesammelt wurden.[5][6]

Lebenszyklus vonC. owczarzaki

Der Lebenszyklus vonC. owczarzakiumfasst, wie 2017 herausgefunden, drei verschiedene Stadien mit drei verschiedenen Zelltypen.[7] Unter Kulturbedingungen kriechen die amöboiden Zellen vonC. owczarzakimit ihrenFilopodienüber dasSubstratund vermehren sich aktiv bis zum Ende der exponentiellen Wachstumsphase. Dann beginnen sich die Zellen abzulösen, indem sie die verzweigten Filopodien zurückziehen und sich zu einerZysteumformen. Während dieser zystischen Phase wird die Zellteilung eingestellt. Andererseits können die Amöben auch (ausgelöst durch unbekannte Faktoren) aktiv miteinander aggregieren und ein multizelluläres Aggregat bilden, wobei sie ein unstrukturiertes extrazelluläres Material absondern, das einen direkten Zell-Zell-Kontakt zu verhindern scheint. Zellen vonC. owczarzakiim amöboiden Filopodien-Stadium wurden als 3 bis 5μmgroße Amöben beschrieben mit einem Kern von ⅓ - ½ des Zelldurchmessers, der einen zentralen Nukleolus hat. Außer den langen verzweigten Filopodien haben sieMitochondrienmit abgeflachtenCristae,zahlreichenPhagosomen,Lipidvakuolen,Glykogengranulaund einemGolgi-Apparat.[5][6] Die zystischen Zellen sind 4 bis 5 μm groß und haben eine doppelte Wand: die äußere ist dünn, unregelmäßig und locker befestigt, die innere ist dicker und glatt.[8]

Systematik

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Phylogenetischer Baum mit der GattungCapsaspora

C. owczarzakiist zusammen mitMinisteria vibransMitglied desTaxonsFilasterea.

The class Filasterea Cavalier-Smith, 2008 was erected to unify Ministeria and the amoeboid protist Capsaspora owczarzaki into one group (Shalchian-Tabrizi et al. 2008). Recently, this group was extended by the inclusion of the newly established flagellate genus Pigoraptor (Hehenberger et al. 2017).[9]

Diese Gruppe ist Schwestergruppe derFilozoa(MetazoaundChoanoflagellata), siehe Abbildung.

Ursprünglich wurdeC. owczarzakiin dieNucleariidaklassifiziert.[6] Spätere molekulare Phylogenien (auf BasisribosomalerDNA) ordnetenC. owczarzakijedoch näher bei den Tieren ein als die übrigen Nucleariida.[1][10][11] Schließlich zeigte eine phylogenetische Multigen-Analyse mit einer Reihen von Mitgliedern der Opisthokonta eindeutig, dassC. owczarzakinicht zu den Nucleariida, sondern zu denHolozoagehört.[12][13] Dies wurde später durch phylogenomische Analysen bestätigt,[14][15]von denen eine die GattungCapsasporaals Schwestertaxon der GattungMinisteriaansiedelte.[15]Zusammen bilden beide dieKladeFilasterea bilden, die wiederum die Schwestergruppe der Filozoa ist.[16][17][18]

Der ReferenzstammC. owczarzakivon istATCC30864.[19]

Anwendung

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Als eine der engsten einzelligen Verwandten der mehrzelligen Tiere (Metazoa) ist die SpeziesC. owczarzakivon besonderem wissenschaftlichem Interesse. Zudem wurde ihrGenom2010 sequenziert und weist mehrereGeneauf, die an der Vielzelligkeit der Metazoa beteiligt sind, wieIntegrine,[20]Metazoa-homologeTranskriptionsfaktoren[21]undProtein-Tyrosinkinasen.[22] Darüber hinaus ist die Art für die menschliche Gesundheit von Bedeutung, da sein Wirt, die SchneckeBiomphalaria glabrata,auch derZwischenwirtdesPlattwurmsSchistosoma mansoniist, dem Erreger der beim Menschen weit verbreitetenSchistosomiasis(früher Bilharziose genannt). C. owczarzakiparasitiert nicht nur den Zwischenwirt vonS. mansoni,sondern greift auch direkt die Sporozysten des in der Schnecke lebenden Plattwurms an und tötet sie ab.[6]

Aufgrund dieser Bedeutung giltCapsaspora owczarzakialsModellorganismus.[23]

Einzelnachweise

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  1. ↑abc Lynn A. Hertel, Christopher J. Bayne, Eric S. Loker:The symbiontCapsaspora owczarzaki,nov. gen. nov. sp., isolated from three strains of the pulmonate snailBiomphalaria glabratai​s related to members of the Mesomycetozoea.In:International Journal for Parasitology,Band 32. Jahrgang, Nr. 9, 1. August 2002,ISSN0020-7519,S. 1183–1191;doi:10.1016/s0020-7519(02)00066-8,PMID 12117501(englisch).
  2. ↑ Hiroshi Suga, Zehua Chen, Alex de Mendoza, Arnau Sebé-Pedrós, Matthew W. Brown, Eric Kramer, Martin Carr, Pierre Kerner, Michel Vervoort, Núria Sánchez-Pons, Guifré Torruella, Romain Derelle, Gerard Manning, B. Franz Lang, Carsten Russ, Brian J. Haas, Andrew J. Roger, Chad Nusbaum, Iñaki Ruiz-Trillo:TheCapsasporagenome reveals a complex unicellular prehistory of animals.In:NatureCommunications,Band 4, 14. August 2013,ISSN2041-1723,S. 2325;doi:10.1038/ncomms3325,PMC 3753549(freier Volltext),PMID 23942320,bibcode:2013NatCo...4.2325S(englisch).
  3. ↑ Arnau Sebé-Pedrós, Cecilia Ballaré, Helena Parra-Acero, Cristina Chiva, Juan J. Tena, Eduard Sabidó, José Luis Gómez-Skarmeta, Luciano Di Croce, Iñaki Ruiz-Trillo:The Dynamic Regulatory Genome ofCapsasporaand the Origin of Animal Multicellularity.In:Cell,Band 165, Nr. 5, 19. Mai 2016, S. 1224–1237;doi:10.1016/j.cell.2016.03.034,PMC 487766(freier Volltext),PMID 27114036(englisch).
  4. ↑ Arnau Sebé-Pedrós, Marcia Ivonne Peña, Salvador Capella-Gutiérrez, Meritxell Antó, Toni Gabaldón, Iñaki Ruiz-Trillo, Eduard Sabidó:High-Throughput Proteomics Reveals the Unicellular Roots of Animal Phosphosignaling and Cell Differentiation.In:Developmental Cell.39. Jahrgang,Nr.2,24. Oktober 2016,hdl:10230/32237,S.186–197,doi:10.1016/j.devcel.2016.09.019,PMID 27746046(englisch).
  5. ↑ab Henry H. Stibbs, Alfred Owczarzak, Christopher J. Bayne, Peggy DeWan:Schistosome sporocyst-killing Amoebae isolated fromBiomphalaria glabrata.In:Journal of Invertebrate Pathology,Band 33, Nr. 2, März 1979, S. 159–170;doi:10.1016/0022-2011(79)90149-6,PMID 501126(englisch).
  6. ↑abcd Alfred Owczarzak, Henry H. Stibbs, Christopher J. Bayne:The destruction ofSchistosoma mansonimother sporocysts in vitro by amoebae isolated fromBiomphalaria glabrata:an ultrastructural study.In:Journal of Invertebrate Pathology,Band 35, Nr. 1, Januar 1980, S. 26–33;doi:10.1016/0022-2011(80)90079-8,PMID 736526(englisch).
  7. ↑ Maria Ferrer-Bonet, Iñaki Ruiz-Trillo:Quick Guide:Capsaspora owczarzaki.In:Current Biology,Band 27, Nr. 17, 11. September 2017,ISSN0960-9822,S. R829–R830;doi:10.1016/j.cub.2017.05.074(englisch).
  8. ↑ Arnau Sebé Pedrós:L'origen de la multicel·lularitat a metazous, una aproximació genòmica i funcional(The origin of metazoan multicellularity, a genomic and functionalapproach). Thesis (Doktorarbeit),Universitat de Barcelona,Facultat de Biologia (Fakultät der Biologie), Departament de Genètica (Abteilung Genetik), 7. Juni 2013;hdl:2445/44592(spanisch).
  9. ↑ Alexander P. Mylnikov, Denis V. Tikhonenkov, Sergey A. Karpov, Claudia Wylezich:Microscopical Studies onMinisteria vibransTong, 1997 (Filasterea) Highlight the Cytoskeletal Structure of the Common Ancestor of Filasterea, Metazoa and Choanoflagellata.In:Protist,Band 170, Nr. 4, 1. August 2019, S. 385–396;doi:10.1016/j.protis.2019.07.001,PMID 31493690(englisch).
  10. ↑ Laura A. Amaral Zettler, Thomas A. Nerad, Charles J. O'Kelly, Mitchell L. Sogin:The nucleariid amoebae: more protists at the animal-fungal boundary.In:The Journal of Eukaryotic Microbiology.48. Jahrgang,Nr.3,1. Mai 2001,ISSN1066-5234,S.293–297,doi:10.1111/j.1550-7408.2001.tb00317.x,PMID 11411837(englisch).
  11. ↑ Mónica Medina, Allen G. Collins, John W. Taylor, James W. Valentine, Jere H. Lipps, Linda Amaral-Zettler, Mitchell L. Sogin:Phylogeny of Opisthokonta and the evolution of multicellularity and complexity in Fungi and Metazoa.In:International Journal of Astrobiology.2. Jahrgang,Nr.3,1. Juli 2003,ISSN1475-3006,S.203–211,doi:10.1017/S1473550403001551,bibcode:2003IJAsB...2..203M(englisch).
  12. ↑ Iñaki Ruiz-Trillo, Yuji Inagaki, Lesley A. Davis, Sigmund Sperstad, Bjarne Landfald, Andrew J. Roger:​Capsaspora owczarzakii​s an independent opisthokont lineage.In:Current Biology,Band 14, Nr. 22, 23. November 2004, S. R946–R947;doi:10.1016/j.cub.2004.10.037,PMID 15556849(englisch).
  13. ↑ Iñaki Ruiz-Trillo, Christopher E. Lane, John M. Archibald, Andrew J. Roger:Insights into the evolutionary origin and genome architecture of the unicellular opisthokontsCapsaspora owczarzakiandSphaeroforma arctica.In:The Journal of Eukaryotic Microbiology,Band 53, Nr. 5, 1. September 2006,ISSN1066-5234,S. 379–384;doi:10.1111/j.1550-7408.2006.00118.x,PMID 1696845(englisch).
  14. ↑ Iñaki Ruiz-Trillo, Andrew J. Roger, Gertraud Burger, Michael W. Gray, B. Franz Lang:A phylogenomic investigation into the origin of metazoa.In:Molecular Biology and Evolution.25. Jahrgang,Nr.4,1. April 2008,ISSN1537-1719,S.664–672,doi:10.1093/molbev/msn006,PMID 18184723(englisch).
  15. ↑ab Kamran Shalchian-Tabrizi, Marianne A. Minge, Mari Espelund, Russell Orr, Torgeir Ruden, Kjetill S. Jakobsen,Thomas Cavalier-Smith:Multigene phylogeny of choanozoa and the origin of animals.In:PLOS ONE.3. Jahrgang,Nr.5,7. Mai 2008,S.e2098,doi:10.1371/journal.pone.0002098,PMID 18461162,PMC 2346548(freier Volltext),bibcode:2008PLoSO...3.2098S(englisch).
  16. ↑ Guifré Torruella, Romain Derelle, Jordi Paps, B. Franz Lang, Andrew J. Roger, Kamran Shalchian-Tabrizi, Iñaki Ruiz-Trillo:Phylogenetic Relationships within the Opisthokonta Based on Phylogenomic Analyses of Conserved Single-Copy Protein Domains.In:Molecular Biology and Evolution.29. Jahrgang,Nr.2,1. Februar 2012,ISSN0737-4038,S.531–544,doi:10.1093/molbev/msr185,PMID 21771718,PMC 3350318(freier Volltext) – (englisch).
  17. ↑ Guifré Torruella, Alex de Mendoza, Xavier Grau-Bové, Meritxell Antó, Mark A. Chaplin, Javier del Campo, Laura Eme, Gregorio Pérez-Cordón, Christopher M. Whipps:Phylogenomics Reveals Convergent Evolution of Lifestyles in Close Relatives of Animals and Fungi.In:Current Biology.25. Jahrgang,Nr.18,21. September 2015,S.2404–2410,doi:10.1016/j.cub.2015.07.053,PMID 26365255(englisch).
  18. ↑ Jordi Paps, Luis A. Medina-Chacon, Wyth Marshall, Hiroshi Suga, Iñaki Ruiz-Trillo:Molecular phylogeny of Unikonts: new insightsinto the position of apusomonads and ancyromonads and the internalrelationships of opisthokonts.In:Protist.164. Jahrgang,Nr.1,Januar 2013,S.2–12,doi:10.1016/j.protis.2012.09.002,PMID 23083534,PMC 4342546(freier Volltext) – (englisch).
  19. ↑ NCBITaxonomy Browser:Capsaspora,Details:CapsasporaHertel, Bayne & Loke, 2002(genus).
  20. ↑ Arnau Sebé-Pedros, Andrew A. Roger, B. Franz Lang, Nicole King, Iñaki Ruiz-Trillo:Ancient origin of integrin-mediated adhesion and signaling machinery.In:Proceedings of the National Academy of Sciences USA.107. Jahrgang,Nr.22,17. Mai 2010,S.10142–10147,doi:10.1073/pnas.1002257107,PMID 20479219,PMC 2890464(freier Volltext) – (englisch).
  21. ↑ Arnau Sebé-Pedrós, Alex de Mendoza, B. Franz Lang, Bernard M. Degnan, Iñaki Ruiz-Trillo:Unexpected Repertoire of Metazoan Transcription Factors in the Unicellular HolozoanCapsaspora owczarzaki.In:Molecular Biology and Evolution,Band 28, Nr. M3, März 2011, S. 1241–1254;doi:10.1093/molbev/msq309,PMC 4342549(freier Volltext),PMID 21087945,ResearchGate:47815101,Epub 17. November 2010 (englisch).
  22. ↑ Hiroshi Suga, Michael Dacre, Alex de Mendoza, Kamran Shalchian-Tabrizi, Gerard Manning, Iñaki Ruiz-Trillo:Genomic Survey of Premetazoans Shows Deep Conservation of Cytoplasmic Tyrosine Kinases and Multiple Radiations of Receptor Tyrosine Kinases.In:ScienceSignaling.5. Jahrgang,Nr.222,1. Mai 2012,hdl:10261/112779,S.ra35,doi:10.1126/scisignal.2002733,PMID 22550341(englisch).
  23. ↑ Model Organisms.Multicellgenome (multicellgenome ).
    • Accomplishments§ 4 novel emerging model systems. Multicellgenome (multicellgenome ).
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