Архей Ричмонд Майн ацидофильные наноорганизмы - Archaeal Richmond Mine acidophilic nanoorganisms

«АРМАН» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Арман (значения).

АРМАН (некультивируемые ацидофильные линии)
25K15pA9Def4sec Arman 4 Box1.png
Научная классификация
Домен:
Археи
Тип:
Micrarchaeota Parvarchaeota

Ацидофильные наноорганизмы архей Ричмонд Майн (АРМАН) были впервые обнаружены в чрезвычайно кислой шахте, расположенной в северной Калифорнии (Ричмондский рудник в Железной горе ) Бретта Бейкера в лаборатории Джилл Бэнфилд в Калифорнийский университет в Беркли. Эти новые группы археи названы АРМАН-1, АРМАН-2 (Candidatus Micrarchaeum acidiphilum ARMAN-2), и ARMAN-3 были пропущены предыдущими опросами шахтёрского сообщества на основе PCR, потому что у ARMAN есть несколько несоответствий с обычно используемыми ПЦР грунтовки для 16S рРНК гены. Бейкер и другие.[1] обнаружил их в более позднем исследовании, используя секвенирование дробовика сообщества. Первоначально считалось, что эти три группы представляют три уникальные линии, глубоко разветвленные в пределах Euryarchaeota, подгруппа группы Археи. Однако на основе более полного геномного дерева архей они были отнесены к новому супертипу, названному DPANN.[2] Группы ARMAN теперь составляют глубоко расходящиеся типы, названные Micrarchaeota и Parvarchaeota.[3] Их гены 16S рРНК различаются на целых 17% между тремя группами. До их открытия все Археи показано, что связано с Iron Mountain принадлежало к ордену Thermoplasmatales (например., Ферроплазма ацидарманус ).

Распределение

Исследование различных участков шахты с использованием флуоресцентных зондов, специфичных для групп ARMAN, показало, что они всегда присутствуют в сообществах, связанных с кислотный дренаж шахты (AMD), в Iron Mountain в северной Калифорнии, с pH <1,5. Обычно они встречаются в сообществе в небольшом количестве (5–25%). Недавно близкородственные организмы были обнаружены в кислой бореальной болоте или болото в Финляндии,[4] еще один участок кислотного дренажа в экстремальных условиях Рио Тинто, юго-запад Испании[5] и из слабощелочного глубокого подземного горячего источника в Юнохаме, Япония.[6]

Строение клетки и экология

С помощью криоэлектронная томография, 3D-характеристика некультивируемых клеток ARMAN в моем биопленки[7] показали, что они соответствуют предсказанному размеру ячейки[нужна цитата ] быть нижним пределом жизни, 0,009 мкм3 и 0,04 мкм3. Несмотря на их необычно маленький размер ячеек, часто можно найти более одного типа вирус прикрепляется к клеткам, находясь в биопленках. Кроме того, ячейки содержат в среднем ≈92 рибосомы на ячейку, тогда как в среднем Кишечная палочка клетка, выращенная в культуре, содержит ≈10 000 рибосом. Это говорит о том, что для клеток ARMAN в данной клетке присутствует гораздо более ограниченное количество метаболитов. Это вызывает вопросы о минимальных требованиях к живой клетке.

Трехмерные реконструкции клеток ARMAN в окружающей среде показали, что небольшое количество из них прикрепляется к другим архее порядка Thermoplasmatales (Бейкер и другие. 2010 [8]). Клетки Thermoplasmatales, по-видимому, проникают через клеточную стенку в цитоплазму клеток ARMAN.[9] Природа этого взаимодействия не установлена. Это могло быть какое-то паразитическое или симбиотическое взаимодействие. Возможно, что ARMAN получает какой-то метаболит, который он не может производить самостоятельно.

Геномика и протеомика

Геномы трех групп ARMAN секвенированы в DOE. Объединенный институт генома во время программы общественного секвенирования 2006 года.[10] Эти три генома были успешно извлечены из геномных данных сообщества с помощью ESOM или Emergent. Самоорганизующаяся карта кластеризация сигнатур тетрануклеотидной ДНК.[11]

Первый вариант Candidatus Micrarchaeum acidiphilum ARMAN-2 составляет ≈1 Мб.[8] ARMAN-2 был недавно закрыт с использованием 454 и Solexa секвенирования других биопленок, чтобы закрыть пробелы, и готовится к отправке в NCBI. Геномы ARMAN-4 и ARMAN-5 (также примерно 1 МБ) имеют необычно средние размеры генов, подобные тем, которые наблюдаются у эндосимбиотических и паразитарных бактерий. Это может быть признаком их межвидового взаимодействия с другими археями в природе.[8] Кроме того, ветвление этих групп вблизи Эвриархея /Кренархеи Разделение отражено в них, разделяя многие генетические аспекты как Crenarchaea, так и Euryarchaea. В частности, у них есть много генов, которые ранее были идентифицированы только у Crenarchaea. Трудно выяснить многие из широко известных метаболических путей в ARMAN из-за необычно большого количества уникальных генов, которые были идентифицированы в их геномах.

Новый тип эндонуклеазы сплайсинга тРНК, участвующий в процессинге тРНК, был обнаружен в группах ARMAN 1 и 2.[12] Фермент состоит из двух дублированных каталитических единиц и одной структурной единицы, кодируемой одним геном, что представляет собой новую трехэлементную архитектуру.

Рекомендации

  1. ^ Бейкер, Бретт Дж .; и другие. (2006). «Происхождение ацидофильных архей, выявленных геномным анализом сообщества». Наука. 314 (5807): 1933–1935. Bibcode:2006Научный ... 314.1933B. Дои:10.1126 / наука.1132690. PMID  17185602.
  2. ^ Ринке, С; Schwientek, P; Sczyrba, A; Иванова, НН; Андерсон, Эй Джей; Cheng, JF; Дорогая, А; Малфатти, S; Swan, BK; Гис, EA; Додсворт, JA; Hedlund, BP; Циамис, G; Зиверт, С.М.; Лю, WT; Eisen, JA; Hallam, SJ; Кирпидес, Северная Каролина; Степанаускас, Р; Рубин Е.М.; Hugenholtz, P; Войке, Т. (2013). «Понимание филогении и кодирующего потенциала микробной темной материи». Природа. 499 (7459): 431–437. Bibcode:2013Натура.499..431р. Дои:10.1038 / природа12352. HDL:1912/6194. PMID  23851394.
  3. ^ Castelle, CJ; Wrighton, KC; Томас, Британская Колумбия; Hug, LA; Браун, CT; Уилкинс, MJ; Фришкорн, КР; Триндж, SG; Сингх, А; Маркилли, Л. М.; Тейлор, RC; Уильямс, KH; Банфилд, Дж. Ф. (2015). «Расширение генома домена архей подчеркивает роль организмов нового типа в анаэробном круговороте углерода». Текущая биология. 25 (6): 690–701. Дои:10.1016 / j.cub.2015.01.014. PMID  25702576.
  4. ^ Юоттонен и другие. Сезонность сообществ архей, происходящих от рДНК и рРНК, и метаногенный потенциал в бореальной болоте, ISME Journal, 24 июля 2008 г.
  5. ^ Амарал-Цеттлер и другие. Структура микробного сообщества на древе жизни в крайнем Рио-Тинто, ISME Journal 2010
  6. ^ Мураками и другие. Метатранскриптомический анализ микробов в глубоких подповерхностных горячих источниках на берегу океана выявил новые малые РНК и типоспецифическую деградацию тРНК, Appl Environ Microbiol 2011 г.
  7. ^ Л. Р. Комолли, К. Х. Даунинг, Б. Дж. Бейкер, CE Зигерист, Дж. Ф. Банфилд. «Трехмерный анализ структуры и экологии нового сверхмалого археона». Журнал ISME. 3: 159–167. Дои:10.1038 / ismej.2008.99.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  8. ^ а б c Бейкер; и другие. (2010). «Загадочные, сверхмалые, невозделанные археи». Proc. Natl. Акад. Наука. 107 (19): 8806–8811. Bibcode:2010PNAS..107.8806B. Дои:10.1073 / pnas.0914470107. ЧВК  2889320. PMID  20421484.
  9. ^ Сандерс, Роберт (3 мая 2010 г.). «Странные сверхмалые микробы обнаруживаются в кислых шахтных дренажах».
  10. ^ http://www.jgi.doe.gov/sequencing/why/3423.html
  11. ^ Дик и другие. Анализ сигнатур микробных геномов в масштабе всего сообщества. Геномная биология 10: R85
  12. ^ Фудзисима; и другие. (2011). «Новая трехэлементная эндонуклеаза сплайсинга тРНК, обнаруженная в ультрамалых архее, обладает широкой субстратной специфичностью». Нуклеиновые кислоты Res. 39 (22): 9695–704. Дои:10.1093 / nar / gkr692. ЧВК  3239211. PMID  21880595.

внешняя ссылка