Korarchaeia

Korarchaeia

Korarchaeia, REM-Aufnahme einer
Anreicherungskultur vom Obsidian Pool
im Yellowstone-Nationalpark, USA

Systematik
Klassifikation: Lebewesen
Domäne: Archaeen (Archaea)
Supergruppe: „Proteoarchaeota“
Reich: TACK-Superphylum (Thermoproteati)
Stamm: Thermoproteota / „Ca. Korarchaeota“
Klasse: Korarchaeia
Wissenschaftlicher Name
Korarchaeia
Rinke et al. 2021
In jeder dieser sechs heißen Quellen (im Uhr­zeiger­sinn von oben links: Uzon4, Uzon7, Uzon8, Uzon9, Mut11, Mut13) auf Kamtschatka wurden Korarchaeen gefunden.
Strukturmodell der Acetyl-CoA-Synthetase von „Ca. Korarchaeum cryptofilum“

„Candidatus Korarchaeia“ ist eine vor­ge­schla­gene Klasse von Archaeen im Phylum Thermoproteota des Reichs Thermoproteati.

Die Gruppe wurde erstmals 1996 als Kandidaten-Phylum Korarchaeota der Archaeen vor­ge­schla­gen. Die Korarchaeen wurden durch Sequenzierung der 16S-Untereinheiten ihrer rRNA (16S rRNA) von Thermo­proteota (früher „Cren­archaeota“) und Methanobacteriati (früher Euryarchaeida) ab­ge­grenzt. Seitdem wurden verschiedene Namen und taxonomische Rangstufen vorgeschlagen (wie Xenarchaeota oder Xen­archaea), derzeit (11. Juli 2025) wird sie noch in der Genome Taxonomy Database (GTDB) als Phylum Korarchaeota geführt. Die Frage, ob diese Archaeen­gruppe als eigener Stamm betrachtet werden soll oder als Klasse zu den Thermoproteota gezählt werden müssen, ist deswegen schwierig zu klären, da es sich bei ihnen auch um eine ausgesprochen ungewöhnliche und zugleich schnelle Mutation im Genom der 16S-rRNA handeln könnte.

Die Korarchaeen kommen in heißen hydrothermalen Lebensräumen vor. Die Stoffwechselprozesse und vor allem der Metabolismus, mit dem Energie und Kohlenstoff gewonnen wird, bedürfen noch weiterer Klärung.

Forschungsgeschichte

„Candidatus Korarchaeia“ wurde ursprünglich als Korarchaeota innerhalb der Domäne der Archaeen vor­ge­schla­gen. Man nimmt an, dass diese Klade zu den tief verzweigten Archaeenlinien gehört, also bereits früh im Stammbaum der Archaeen abzweigt. Sie wurden daher als Phylum (und manchmal sogar als Reich) klassifiziert. Heute werden sie weitgehend akzeptiert zusammen mit den Nitrososphaeria (früher „Thaum­archaeota“), Augarchaeota („Nitrososphaeria_A“, früher „Aigarchaeota“), Thermoprotei (früher „Cren­archaeota“) im Reich Thermoproteati (früher auch „Crenarchaeida“) geführt. Es gibt eine evolutionäre Verbindung zwischen den Reichen Promethearchaeati und Thermoproteati (gemeinsame Klade oder Supergruppe Proteoarchaea).

Bisher wurden nur wenige Korarchaeen-Genome sequenziert (Stand 1996). Das erste Mitglied der Korarchaeen, dessen Genom in Gänze rekonstruiert wurde, war „Ca. Korarchaeum cryptofilum“, das im Obsidian Pool, einer heißen Quelle im Yellowstone-Nationalpark gefunden und 2008 beschrieben wurde. Weitere Proben aus verschiedenen heißen Quellen auf Island und Kamtschatka wurden auf Kor­archaeen-Sequenzen überprüft, dabei fanden sich in den isländischen Proben etwa 87 verschiedene 16S-rRNA-Nukleinsäuresequenzen, während die kamtschatkischen Proben etwa 33 enthielten.

Auf die tiefe Verwurzelung der Korarchaeen im Stammbaum der Archaeen mit einer möglichen Ver­wandt­schaft zu den Thermoprotei (früher Crenarchaeota) deuten Proteinsequenzen und phylogenetischen Analysen konservierter Einzelgene hin. Angesichts des bekannten genetischen Aufbaus von Archaeen könnte der „Ca. Korarchaeia“ zudem eine Reihe biologischer Merkmale der frühesten bekannten Archaeen­form bewahrt haben. Die Analyse des Genoms von „Ca. Korarchaeum cryptofilum“ aus einer Anreicherungskultur (Mischkultur) ergab eine Reihe von Merkmalen, die sowohl Thermoprotei (Cren­archaeota) als auch Methanobacteriati (Euryarchaeida) ähneln, was die Hypothese einer tief verzweigten Abstammung weiter stützt. Auch die Analyse der 16S-rRNA-Gensequenzen deutet darauf hin, dass es sich um eine tief verzweigte Ab­stam­mungs­linie handelt, weshalb angezweifelt wurde, ob die Korarchaeen überhaupt zu den Hauptgruppen der Archaeen, Thermoproteota und Euryarchaeida (Euryarchaeota sensu lato), gehören.

Revisionen ab 2014

Im Jahr 2001 beschrieben George M. Garrity und John G. Holt das Phylum „Crenarchaeota“ (heute Ther­mo­proteota) als eine einzige Klasse (Thermoprotei) umfassend. Angesichts der wachsenden Zahl pro­karyotischer Taxa und einer uneinheitlichen Nomenklatur und Klassifizierung erwuchs die Not­wendig­keit, die Gesamtklassifizierung der Archaeen zu überarbeiten. Im Jahr 2014 ordneten französische Taxo­nomen unter der Leitung von David Moreira das Superphylum „TACK“ (heute Reich Thermoproteati), in ein ein­ziges Reich namens Proteoarchaeota ein, was jedoch nicht konform war mit den Regeln des International Committee on Systematics of Prokaryotes (ICSP) nicht gültig war. Im Jahr 2021 veröffentlichte ein australisches Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Christian Rinke und Philip Hugenholtz eine neue Klassifizierung der Archaeen. Ihre genetischen Analysen wiesen darauf hin, dass die Thermoproteati-Archaeen zu einem einheitlichen Phylum Thermoproteota gehören, zu dem die Klassen „Ca. Korarchaeia“, Thermoprotei, Methanomethylicia (früheres Phylum „Ca. Verstraetearchaeota“), Bathyarchaeia und Nitrososphaeria (früheres Phylum „Ca. Thaumachaeota“) gehören. Die List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) als Autorität für die Pflege und Katalogisierung prokaryotischer Taxa, hat diese Klassifizierung von „Ca. Korarchaeia“ als „bevorzugten Namen“ (englisch preferred name) für eine Klasse bestätigt.

Im Jahr 2022 überarbeitete das ICSP seinen International Code of Nomenclature of Prokaryotes (ICNP, Prokaryotischer Code). In Anbetracht dessen überarbeiteten Markus Göker und Aharon Oren (Leiter des ICSP) 2024 die Klassifizierung der (prokaryotischen) Domänen und ihrer neu geschaffenes Reiche, wobei die traditionell als „TACK“ bezeichnete Gruppe in das Reich Thermoproteati umbenannt wurde, wobei die früheren Bezeichnungen (Phylum „Korarchaeota“ oder Reich „Proteoarchaeota“) ungültig wurden.

Phylogenetische Stellung der Njordarchaeen

Die Gruppe der sog. Njordarchaeen hat sich als besonders schwieriger Fall für die Aechaeen-Taxonomie herausgestellt. Nach Eme et al. (2023) interpretierten die phylogenetischen Daten der der Kor- und Njordarchaeen dahingehend, dass die hohe kompositorische Ähnlichkeit in den Sequenzen der ribosomalen Markerproteine mit der thermophilen Lebensweise der beiden Linien zusammenhängt und nicht durch Verwandtschaft bedingt ist. Sie klassifizierten die Njordarchaeen daher in die Nahe der Heimdallarchaeen innerhalb des Reichs Promethearchaeati (Asgard-Archaeen). Dem widersprachen Zuahng et al. (2025) und verorteten die Njordarchaeen unter oder bei den Korarchaeen im Reich Thermoproteati (TACK-Superphylum). Ihre genaue Position, insbesondere im Hinblick auf die Panguiarchaeen, bedarf noch weiterer Klärung (Siehe Weblinks, Preprint von Huang et al., 2025).

Systematik

Innerhalb der Korarchaeota wurden bislang nur wenige gültigen Taxa auf Familien-, Gattungs- oder Artebene beschrieben. Die bekannten Mitglieder laufen bislang noch im Kandidaten-Status mit informellen Bezeichnungen wie Gattung „Candidatus Korarchaeum“ (als Kandidatengattung) mit „Candidatus Korarchaeum cryptofilum“ (als Kandidatenspezies, mit OPF8).

Die folgende Bezeichnung ist heute veraltet und in der LPSN und der NCBI-Taxonomie ein Synonym für Thermoproteota, allerdings (noch) nicht in der GTDB:

Phylum „Candidatus Korarchaeota“"(G) Ludwig & Klenk 2001 bzw. S. M. Barns et al. 1996 [früher „Xenarchaeota“]

Die (auszugsweise) Systematik der Korarchaeen gemäß LPSN, mit Ergänzungen nach der Genome Taxonomy Database (GTDB) und dem National Center for Biotechnology Information (NCBI) ist damit ungefähr wie folgt:

Klasse „Ca. Korarchaeia“ Rinke et al. 2021(L,G) [Xenarchaea]

Nach Zhang et al. (2025) bilden die Njordarchaeen eine Schwesterordnung „Njordarchaeales“ der „Korarchaeales“, in der GTDB aber eine Schwesterklasse zu den „Korarchaeia“ innerhalb der „Asgardarchaeota“ (inzwischen Promethearchaeota(L)), und in der NCBI-Taxonomie ein eigenes Phylum „Ca. Njordarchaeota“ Xie et al. 2022 der der Promethearchaeati


(G) – Genome Taxonomy Database (GTDB)
(L) – List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)
(N) – Taxonomie des National Center for Biotechnology Information (NCBI)

Anm.: Der erstgenannte „Stamm“ (bzw. DNA-Sequenz, MAG) ist die Referenz.

Etymologie

Der Name der Korarchaeen leitet sich ab von altgriechisch κόρος koros oder altgriechisch κοῦρος kouros ab, was einen Dämon bzw. einen jungen Mann oder junge Frau bezeichnet. Die Bezeichnung bedeutet also „junge Archaeen“ in dem Sinn, dass ihre Linie unter den Archaeen basal abzweigt, d. h. frühe Divergenz zeigt.

Der Gattungsname Methanodesulfokora verweist auf Methan (neulateinisch methano- ‚zu Methan gehören‘), Schwefel (neulateinisch sulfo- ‚zu Schwefel gehörend‘) und altgriechisch κόρη korê, deutsch ‚junge Frau‘ und verweist damit auf ein Methan und Schwefel metabolisierendes Mitglied der Korarchaeen.

Der Gattungsname Panguiarchaeum ist neulateinischer Genitiv von Pangu (盤古), Schöpfungsfigur in der chinesischen Mythologie, den Himmel von der Erde trennend. Der Name bedeutet damit ein von Pangu geschaffenes Archäon.

Der Gattungsname Njordarchaeum verweist auf Njord (alias Njörðr), den Gott der Meere in der nordischen Mythologie, und nimmt damit Bezug auf die Namenspatenschaften der Asgard-Archaeen (Promethearchaeati), zu denen die Gattung nach ursprünglicher Auffassung gehört(e).

Anmerkungen

  1. ↑ Der Stamm JZ-1 bin_103 ist lait LPSN Referenzstamm von „Ca. Methanourarchaeum thermotelluricum“ Hua et al. 2019 aus der Familie „Ca. Hadesarchaeaceae“ corrig. Hua et al. 2019
Commons: Korarchaeia – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wikispecies: Korarchaeia – Artenverzeichnis

Einzelnachweise

  1. ↑ 4XZ3 – pdb_00004xz3. Protein Data Bank (rscb.org).
  2. 1 2 Xenarchaea. Auf: Lexikon der Biologie (spektrum.de).
  3. 1 2 Markus Göker, Aharon Oren: Valid publication of names of two domains and seven kingdoms of prokaryotes. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 74. Jahrgang, Nr. 1, 24. Januar 2024, ISSN 1466-5034, S. 006242, doi:10.1099/ijsem.0.006242, PMID 38252124 (englisch, microbiologyresearch.org).
  4. 1 2 3 GTDB: Korarchaeia.
  5. 1 2 3 4 5 6 James G. Elkins, Mircea Podar, David E. Graham, Kira S. Makarova, Yuri Wolf, Lennart Randau, Brian P. Hedlund, Céline Brochier-Armanet, Victor Kunin, Iain Anderson, Alla Lapidus, Eugene Goltsman, Kerrie Barry, Eugene V. Koonin, Phil Hugenholtz, Nikos Kyrpides, Gerhard Wanner, Paul Richardson, Martin Keller, Karl O. Stetter: A korarchaeal genome reveals insights into the evolution of the Archaea. In: PNAS. 105. Jahrgang, Nr. 23, Juni 2008, S. 8102–8107, doi:10.1073/pnas.0801980105, PMID 18535141, PMC 2430366 (freier Volltext), bibcode:2008PNAS..105.8102E (englisch).
  6. 1 2 Laila Johanne Reigstad, Steffen Leth Jorgensen, Christa Schleper: Diversity and abundance of Korarchaeota in terrestrial hot springs of Iceland and Kamchatka. In: The ISME Journal. 4. Jahrgang, Nr. 3, März 2010, S. 346–356, doi:10.1038/ismej.2009.126, PMID 19956276 (englisch).
  7. ↑ Yang Liu, Meng Li: The unstable evolutionary position of Korarchaeota and its relationship with other TACK and Asgard archaea. In: mLife, Band 1, Nr. 2, Juni 2022, ISSN 2770-100X, S. 218–222; doi:10.1002/mlf2.12020, PMC 10989867 (freier Volltext), PMID 38817676 (englisch).
  8. 1 2 3 Susan M. Barns, Charles F. Delwiche, Jeffrey D. Palmer, Norman R. Pace: Perspectives on archaeal diversity, thermophily and monophyly from environmental rRNA sequences. In: PNAS. 93. Jahrgang, Nr. 17, August 1996, S. 9188–9193, doi:10.1073/pnas.93.17.9188, PMID 8799176, PMC 38617 (freier Volltext), bibcode:1996PNAS...93.9188B (englisch).
  9. ↑ Robin L. Miller-Coleman, Jeremy A. Dodsworth, Christian A. Ross, Everett L. Shock, Amanda J. Williams, Hilairy E. Hartnett, Austin I. McDonald, Jeff R. Havig, Brian P. Hedlund: ​Korarchaeota diversity, biogeography, and abundance in Yellowstone and Great Basin hot springs and ecological niche modeling based on machine learning. In: PLOS ONE, Band 7. Jahrgang, Nr. 5, 4. Mai 2012, S. e35964; doi:10.1371/journal.pone.0035964, PMC 3344838 (freier Volltext), PMID 22574130 (englisch).
  10. ↑ George M. Garrity, John G. Holt, Anna-Louise Reysenbach, Harald Huber, Karl O. Stetter, Wolfram Zillig, Takashi Itoh, Ken-Ichiro Suzuki: Bergey’s Manual® of Systematic Bacteriology: Volume One : The Archaea and the Deeply Branching and Phototrophic Bacteria. Hrsg.: David R. Boone, Richard W. Castenholz, George M. Garrity. Springer, New York, NY 2001, ISBN 978-0-387-21609-6, Phylum Al. Crenarchaeota phy. nov., S. 169–210, doi:10.1007/978-0-387-21609-6_16 (englisch).
  11. ↑ Céline Petitjean, Philippe Deschamps, Purificación López-García, David Moreira: Rooting the Domain Archaea by Phylogenomic Analysis Supports the Foundation of the New Kingdom Proteoarchaeota. In: Genome Biology and Evolution. 7. Jahrgang, Nr. 1, 1. Januar 2015, ISSN 1759-6653, S. 191–204, doi:10.1093/gbe/evu274, PMID 25527841, PMC 4316627 (freier Volltext) – (englisch).
  12. ↑ Maria Chuvochina, Christian Rinke, Donovan H. Parks, Michael S. Rappé, Gene W. Tyson, Pelin Yilmaz, William B. Whitman, Philip Hugenholtz: The importance of designating type material for uncultured taxa. In: Systematic and Applied Microbiology (= Taxonomy of uncultivated Bacteria and Archaea). 42. Jahrgang, Nr. 1, 1. Januar 2019, ISSN 0723-2020, S. 15–21, doi:10.1016/j.syapm.2018.07.003, PMID 30098831 (englisch).
  13. ↑ Christian Rinke, Maria Chuvochina, Aaron J. Mussig, Pierre-Alain Chaumeil, Adrián A. Davín, David W. Waite, William B. Whitman, Donovan H. Parks, Philip Hugenholtz: A standardized archaeal taxonomy for the Genome Taxonomy Database. In: Nature Microbiology. 6. Jahrgang, Nr. 7, 21. Juni 2021, ISSN 2058-5276, S. 946–959, doi:10.1038/s41564-021-00918-8, PMID 34155373 (englisch).
  14. 1 2 Class: Korarchaeia. In: lpsn.dsmz.de. Abgerufen am 25. Juni 2025 (englisch).
  15. ↑ Aharon Oren, David R. Arahal, Markus Göker, Edward R. B. Moore, Ramon Rossello-Mora, Iain C. Sutcliffe: International Code of Nomenclature of Prokaryotes. Prokaryotic Code (2022 Revision). In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 73. Jahrgang, 5a, 2023, ISSN 1466-5034, S. 005585, doi:10.1099/ijsem.0.005585, PMID 37219928 (englisch).
  16. ↑ Phylum: Thermoproteota. In: lpsn.dsmz.de. Abgerufen am 25. Juni 2025 (englisch).
  17. 1 2 Laura Eme, Daniel Tamarit, Eva F. Caceres, Courtney W. Stairs, Valerie De Anda, Max E. Schön, Kiley W. Seitz, Nina Dombrowski, William H. Lewis, Felix Homa, Jimmy H. Saw, Jonathan Lombard, Takuro Nunoura, Wen-Jun Li, Zheng-Shuang Hua, Lin-Xing Chen, Jillian F. Banfield, Emily St John, Anna-Louise Reysenbach, Matthew B. Stott, Andreas Schramm, Kasper U. Kjeldsen, Andreas P. Teske, Brett J. Baker, Thijs J. G. Ettema: Inference and reconstruction of the heimdallarchaeial ancestry of eukaryotes. In: Nature, Band 618, 14. Juni 2023, S. 992–999; doi:10.1038/s41586-023-06186-2, PMC 10307638 (freier Volltext), PMID 37316666 (englisch).
  18. 1 2 Jiawei Zhang, Xiaoyuan Feng, Meng Li, Yang Liu, Min Liu, Li-Jun Hou, Hong-Po Dong: Deep origin of eukaryotes outside Heimdallarchaeia within Asgardarchaeota. In: Nature, 7. Mai 2025; doi:10.1038/s41586-025-08955-7 (englisch). Siehe insbes. Ext. Data Fig. 1.
  19. 1 2 3 4 5 6 7 LPSN: Phylum "Candidatus Korarchaeota", Class "Candidatus Korarchaeia".
  20. 1 2 NCBI Taxonomy Browser: Candidatus Korarchaeia. Details: "Candidatus Korarchaeia" Rinke et al. 2021. Rankr: class. Graphisch: Candidatus Korarchaeia, auf: Lifemap.
  21. ↑ Lake orotu, Tikiteri Hot Springs. Auf: GeoNames.
  22. 1 2 Carly Cassella: Whole New Group of Methane-Burping Microbes Discovered in Yellowstone Springs. Auf: sciencealert vom 31. Juli 2024. Dazu:
  23. ↑ Yinzhao Wang, Gunter Wegener, Jialin Hou, Fengping Wang, Xiang Xiao: Expanding anaerobic alkane metabolism in the domain of Archaea. In: Nature Microbiology Letters, Band 4, 4. März 2019, S. 595–602; doi:10.1038/s41564-019-0364-2, PMID 30833728 (englisch).
  24. ↑ Viola Krukenberg, Anthony J. Kohtz, Zackary J. Jay, Roland Hatzenpichler: Methyl-reducing methanogenesis by a thermophilic culture of Korarchaeia. In: Nature, Band 632, 24. Juli 2024, S. 1131–1136; doi:10.1038/s41586-024-07829-8, ResearchGate:382524732 (englisch). Siehe insbes. Fig. 3.
  25. 1 2 3 Aegir Ridge. GeoNames.
  26. 1 2 Brothers Seamount. GeoNames.
  27. 1 2 GTDB: Njordarchaeia.
  28. 1 2 3 4 Ruize Xie, Yinzhao Wang, Danyue Huang, Jialin Hou, Liuyang Li, Haining Hu, Xiaoxiao Zhao, Fengping Wang: Expanding Asgard members in the domain of Archaea sheds new light on the origin of eukaryotes. In: Science China: Life Sciences, Band 65, April 2022, S. 818–829; doi:10.1007/s11427-021-1969-6, PMID 34378142, ePub 6. August 2021 (englisch).
  29. ↑ NCBI Taxonomy Browser: Candidatus Njordarchaeota, Details: "Candidatus Njordarchaeota" Xie et al. 2022. Graphisch: Candidatus Njordarchaeota, auf: Lifemap.
  30. 1 2 3 4 Yan-Ni Qu, Yang-Zhi Rao, Yan-Ling Qi, Yu-Xian Li, Andrew Li, Marike Palmer, Brian P. Hedlund, Wen-Sheng Shu, Paul N. Evans, Guo-Xing Nie, Zheng-Shuang Hua, Wen-Jun Li: ​Panguiarchaeum symbiosum, a potential hyperthermophilic symbiont in the TACK superphylum. In: Cell Reports, Band 42, Nr. 3, 28. März 2023, S. 112158; doi:10.1016/j.celrep.2023.112158 (englisch).