¿Qué son las Promethearchaeota y cuál es su relación con el origen de los eucariotas?

En este artículo exploraremos la naturaleza de las Promethearchaeota, un filo de microorganismos procariotas que ha revolucionado la comprensión científica sobre el árbol de la vida y el nacimiento de las células complejas.

¿Qué son exactamente las Promethearchaeota y cómo se relacionan con las arqueas Asgard?

Las Promethearchaeota constituyen un filo de arqueas que inicialmente fue denominado de manera informal como arqueas Asgard tras sus primeros hallazgos metagenómicos. En el año 2024, este filo fue formalmente clasificado y nombrado bajo la denominación de Promethearchaeota, abarcando su propio reino taxonómico conocido como Promethearchaeati. Este grupo taxonómico incluye múltiples clases como Lokiarchaeia, Thorarchaeia, Heimdallarchaeia y Odinarchaeia, entre otras. Aunque el término Asgard sigue apareciendo de forma recurrente en la literatura científica y en bases de datos genómicas debido al contexto histórico de su descubrimiento, la denominación actual refleja una comprensión más detallada de su estructura filogenética y su taxonomía procariota.

¿Cómo se descubrieron estos microorganismos en las profundidades marinas?

El descubrimiento inicial de este linaje provino de análisis metagenómicos realizados en muestras de sedimentos marinos profundos. El nombre original de Asgard provino de la mitología nórdica debido a que el primer género identificado fue Lokiarchaeum, obtenido a partir de sedimentos recuperados cerca de la fuente hidrotermal Castillo de Loki, ubicada en la Dorsal de Gakkel en el océano Ártico a más de dos mil metros de profundidad. Posteriormente, investigadores lograron cultivar con éxito la primera especie representativa de este filo, denominada Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum MK-D1, la cual fue extraída de sedimentos en la fosa de Nankai, Japón. Este organismo es una célula muy pequeña en forma de coco, con largos tentáculos ramificados, crecimiento extremadamente lento y un metabolismo anaerobio estrictamente dependiente de la sintrofía con bacterias reductoras de sulfato.

¿Qué revelan los análisis genómicos sobre la conexión entre Promethearchaeota y las células eucariotas?

El gran interés científico en las Promethearchaeota radica en que los análisis genéticos han demostrado que albergan numerosas proteínas que antes se consideraban exclusivas de los organismos eucariotas. Los genomas de estas arqueas contienen decenas de genes codificadores de componentes homólogos, tales como actina, tubulina, ubiquitina, sistemas ESCRT, profilinas y diversos elementos de transporte de membrana y señalización celular. Las evidencias filogenéticas apuntan a que los eucariotas surgieron de un ancestro estrechamente emparentado con este linaje arqueano, específicamente con afinidades hacia la clase Heimdallarchaeia, mediante un proceso evolutivo complejo que involucró interacciones simbióticas.

¿Cuáles son las características ecológicas y la distribución global de estas arqueas?

Estas arqueas se encuentran ampliamente distribuidas por todo el planeta en diversos hábitats acuáticos y terrestres. Aunque muchos representantes habitan exclusivamente en sedimentos marinos profundos, otros ocupan ambientes tan variados como sedimentos de agua dulce, suelos no salinos, la rizosfera de ciertas plantas e incluso superficies asociadas a otros organismos mediante relaciones sintróficas. Factores ecológicos como la disponibilidad de nutrientes mediante sintrofía, la salinidad y la profundidad del medio marino determinan en gran medida su presencia y diversificación en los ecosistemas globales.

Sources & Further Reading

• Imachi, Hiroyuki, et al. (2024). Promethearchaeum syntrophicum gen. nov., sp. nov., an anaerobic, obligately syntrophic archaeon, the first isolate of the lineage ‘Asgard’ archaea, and proposal of the new archaeal phylum Promethearchaeota phyl. nov. and kingdom Promethearchaeati regn. nov. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 74(7). doi:10.1099/ijsem.0.006435.
• Zaremba-Niedzwiedzka, Katarzyna, et al. (2017). Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity. Nature, 541, 353–358. doi:10.1038/nature21031.
• Spang, Anja, et al. (2015). Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes. Nature, 521(7551), 173–179.