mini|links|hochkant=0.5|S. arctica, einzelne Zellen und Kolonien. Sphaeroforma arctica ist eine Spezies (Art) einzelliger Eukaryoten mit einer Schlüsselposition im Stammbaum des Lebens. Die Spezies wurde erstmals aus dem arktischen marinen Flohkrebs Gammarus setosus, einer Schwesterart des Meer-Flohkrebses (Gammarus locusta), isoliert. Wie bei anderen Ichthyosporea, z. B. Creolimax und Abeoforma, sind die Zellen von Sphaeroforma arctica kugelig und zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, mehrkernige Coenocyten (vielkernige Zellen) zu bilden. Ein kennzeichnendes Merkmal von S. arctica ist jedoch, dass unter Laborbedingungen offensichtlich keine knospenden, hyphalen, amöboiden, sporalen (sporenförmigen) oder begeißelten (Wachsstadien beobachtet wurden.
Lebenszyklus mini|links|Schema der Entwicklungsprozesse in S. arctica: Zellularisierung der Coenocyten, gesteuert durch den koordinierten Aufbau eines Aktomyosin-Netzwerks.
mini|links|S. arctica, Coenocyt
mini|links|S. arctica, Zellkerne blau gefärbt mini|hochkant=1.0|S. arctica, Kolonie gefärbt mit Phalloidin & DAPI. mini|rechts|hochkant=1.0|S. arctica in geschlossener Mitose; gefärbt & abgebildet mit Expansionsmikroskopie ; Zellkerne rosa, Mikrotubuli grün Sphaeroforma arctica wächst problemlos in Meeresbrühe (Marine Bouillon, ), mit der Besonderheit, dass sie synchron wächst. Aus einer Zelle mit einem einzigen Kern kann sie zu einer Zelle mit 128 (oder gar 150) Kernen heranwachsen, bevor sie eine Zellularisierung durchlaufen wird – ein Prozess mit Zellteilungen, bei dem sich die vielkernigen Coenocyten teilen, um „neugeborene“ Zellen zu bilden. Neu entstandene Zellen können allerdings auch bereits zwei oder sogar vier Kerne enthalten. Die Zellularisierung umfasst koordinierte Einstülpungen der Plasmamembran nach innen. Dieser Vorgang hängt von einem Aktomyosin-Netzwerk (einem Wechselspiel von Aktin und Myosin) ab und führt zur Bildung einer polarisierten Zellschicht, die einem Epithel ähnelt. Dieser Prozess ist mit einer streng regulierten transkriptionellen Aktivierung von Genen verbunden, die an der Zelladhäsion beteiligt sind.
Genom und Proteom Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass S. arctica miRNA (microRNA) sowie die komplexe miRNA-Verarbeitungsmaschinerie ( ) enthält. Alles in allem ist Sphaeroforma arctica sowohl aus evolutionärer als auch aus zellbiologischer Sicht ein wichtiger und bedeutender Modellorganismus.
Das Genom von Sphaeroforma arctica enthält Spuren integrierter Polinton-artiger Viren, ( , PLVs, offiziell: Klasse Preplasmiviricota), beispielsweise ein Hauptkapsidprotein ( , MCP). Dies könnte ein Hinweis sein, dass solche Viren eine Art Abwehrsystem darstellen, ähnlich wie Virophagen der Gattung Mavirus (Preplasmiviricota: Maviroviridae) bei Cafeteria (Stramenopile) ein Abwehrsystem gegen das Cafeteria-roenbergensis-Virus (CroV, Spezies Rheavirus sinusmexicani) darstellt, indem er sich in das Genom dieser Protisten integriert.
Systematik mini|rechts|hochkant=1.66|Phylogenetischer Baum mit der Gattung Sphaeroforma Die Gattung Sphaeroforma ist ein Mitglied der Ichthyosporea-Gruppe oder -Klade, der frühesten Verzweigungslinie der Holozoa. Er ist ein Schlüsselorganismus für das Verständnis des evolutionären Ursprungs der Tiere.
Systematik gemäß der Taxonomie des (NCBI):
Eukaryota > Opisthokonta > Ichthyosporea > Ichthyophonida > Sphaeroforma > Spezies: Sphaeroforma arctica , 2002 Stamm: Sphaeroforma arctica JP610
Weblinks Sphaeroforma arctica (species). Auf: UniProt. Sphaeroforma arctica. Auf Lifemap NCBI Version. Sphaeroforma arctica. Auf: OneZoom. Die Gattung Sphaeroforma firmiert hier offensichtlich unter dem Synonym Pseudoperkinsus. Sphaeroforma arctica. Auf LifeGate
Weiterführende Literatur Inaki Ruiz-Trillo, Christopher E Lane, John M. Archibald, Andrew J. Roger: Insights into the Evolutionary Origin and Genome Architecture of the Unicellular Opisthokonts Capsaspora owczarzaki and Sphaeroforma arctica. In: The Journal of Eukaryotic Microbiology, Band 53, Nr. 5, September/Oktober 2006, S. 379–384; doi:10.1111/j.1550-7408.2006.00118.x, PMID 16968456. Iñaki Ruiz-Trillo, Alex de Mendoza: Towards understanding the origin of animal development. In: Development, Band 147, Nr. 23, Dezember 2020, dev192575; doi:10.1242/dev.192575, ResearchGate.
Einzelnachweise Marine Bouillon. Zur Isolierung und Zählung heterotroper mariner Bakterien: CP73 (Produktdatenblatt, PDF).
76448 Marine-Bouillon 2216. Used for cultivating heterotrophic marine bacteria. Millipore, SigmaAldrich/Merck; 76448 Marine Broth 2216 (PDF; 0,2 MB). NCBI Taxonomy Browser: Sphaeroforma arctica, Details: Sphaeroforma arctica, homotypic synonyms: Sphaerosoma arcticum, Sphaerosoma arcticus (species). WoRMS: Sphaeroforma arctica Jostensen, Sperstad, Johansen & Landfald, 2002 (Species). Environment: marine. Sphaeroforma arctica (overview), Sphaeroforma arctica (names). Auf: Encyclopedia of Life (℮OL).
Christopher M. Bellas, Ruben Sommaruga: Polinton-like viruses are abundant in aquatic ecosystems. In: BMC: Microbiome, Band 9, Nr. 13, 12. Januar 2021; doi:10.1186/s40168-020-00956-0 (). Jon Bråte, Ralf S. Neumann, Bastian Fromm, Arthur A. B. Haraldsen, James E. Tarver, Hiroshi Suga, Philip C. J. Donoghue, Kevin J. Peterson, Iñaki Ruiz-Trillo, Paul E. Grini, Kamran Shalchian-Tabrizi: Unicellular Origin of the Animal MicroRNA Machinery. In: Current Biology, Band 28, Nr. 20, 11./22. Oktober 2018, S. 3288-3295.e5; doi:10.1016/j.cub.2018.08.018 (). Dazu: doi:10.1101/076190, PrePrint (biorxiv), 1. Oktober 2016 ().
Andrej Ondracka, Omaya Dudin, Iñaki Ruiz-Trillo: Decoupling of Nuclear Division Cycles and Cell Size during the Coenocytic Growth of the Ichthyosporean Sphaeroforma arctica. In: Current Biology, Band 28, Nr. 12, S. 1964–1969.e2, 7./18. Juni 2018; doi:10.1016/j.cub.2018.04.074 (). Luke A. Sarre, Iana V. Kim, Vladimir Ovchinnikov, Marine Olivetta, Hiroshi Suga, Omaya Dudin, Arnau Sebé-Pedrós, Alex de Mendoza: DNA methylation enables recurrent endogenization of giant viruses in an animal relative. In: Science Advances, Band 10, Nr. 28, 12. Juli 2024; ().
Kategorie:Modellorganismus Kategorie:Opisthokonta Kategorie:Opisthokonten