Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из АРМАН )
Перейти к навигации Перейти к поиску
«АРМАН» перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см Арман (значения) .

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

Архейские ацидофильные наноорганизмы (ARMAN) были впервые обнаружены Бреттом Бейкером в лаборатории Джилл Бэнфилд в Калифорнийском университете в Беркли в чрезвычайно кислой шахте, расположенной в северной Калифорнии ( Ричмондская шахта в Айрон-Маунтин ) . Эти новые группы архей, названные ARMAN-1, ARMAN-2 ( Candidatus Micrarchaeum acidiphilum ARMAN-2) и ARMAN-3, были пропущены предыдущими исследованиями шахтёрского сообщества на основе ПЦР, поскольку у ARMAN есть несколько несоответствий с обычно используемыми праймерами ПЦР для Гены 16S рРНК . Baker et al. [1] обнаружил их в более позднем исследовании с использованием секвенирования дробовика. сообщества. Первоначально считалось, что эти три группы представляют три уникальные линии, глубоко разветвленные в пределах Euryarchaeota , подгруппы архей . Однако на основе более полного геномного дерева архей они были отнесены к новому супертипу, названному DPANN . [2] Группы ARMAN теперь включают глубоко расходящиеся филы, названные Micrarchaeota и Parvarchaeota . [3] Их гены 16S рРНК различаются на целых 17% между тремя группами. До их открытия все археи , связанные с Iron Mountain, принадлежали к отряду Thermoplasmatales (например,Ferroplasma acidarmanus ).

Распространение [ править ]

Изучение различных участков в шахте с использованием флуоресцентных зондов, специфичных для групп ARMAN, показало, что они всегда присутствуют в сообществах, связанных с кислотным дренажем шахт (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 болоте в Финляндии [4], другом кислотном дренажном участке шахты в экстремальных условиях Рио-Тинто , юго-запад Испании [5], и в слабощелочных глубоких подземных горячих источниках в Юнохаме, Япония. . [6]

Строение клетки и экология [ править ]

Используя криоэлектронную томографию , трехмерная характеристика некультивируемых клеток ARMAN в пределах шахтных биопленок [7] показала, что они соответствуют размеру клеток, который, согласно прогнозам [ необходима цитата ], является нижним пределом для жизни, 0,009 мкм 3 и 0,04 мкм 3 . Несмотря на их необычно малый размер клеток, часто в биопленках к клеткам прикрепляется более одного типа вируса . Кроме того, клетки содержат в среднем ≈92 рибосомы на клетку, тогда как в среднем E. coliклетка, 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 том, какие минимальные требования предъявляются к живой клетке.

3D-реконструкции клеток ARMAN в окружающей среде показали, что небольшое количество из них прикрепляется к др. Архее порядка Thermoplasmatales (Baker et al. 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 [ править ]

Геномы трех групп ARMAN были секвенированы в Объединенном институте генома Министерства энергетики США в ходе программы Community Sequencing 2006 года. [10] Эти три генома были успешно извлечены из геномных данных сообщества с помощью ESOM или Emergent Self-Organizing Map кластеризации 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 межвидовых взаимодействий с другими археями в природе. [8] Кроме того, ветвление этих групп около Euryarchaea / CrenarchaeaРазделение отражается в том, что они разделяют 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 общеизвестных метаболических путей в ARMAN из-за необычно большого количества уникальных генов, которые были идентифицированы в их геномах.

В группах 1 и 2 ARMAN был обнаружен новый тип эндонуклеазы сплайсинга тРНК, участвующий в процессинге тРНК. [12] Фермент состоит из двух дублированных каталитических единиц и одной структурной единицы, кодируемой одним геном, что представляет собой три новых -блок архитектуры.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Бейкер, Бретт Дж .; и другие. (2006). «Происхождение ацидофильных архей, выявленных геномным анализом сообщества». Наука . 314 (5807): 1933–1935. Bibcode : 2006Sci ... 314.1933B . DOI : 10.1126 / science.1132690 . PMID  17185602 .
  2. ^ Ринке, C; Schwientek, P; Sczyrba, A; Иванова, НН; Андерсон, Эй Джей; Cheng, JF; Дорогая, А; Малфатти, S; Лебедь, Б.К .; 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 : 2013Natur.499..431R . DOI : 10,1038 / природа12352 . hdl : 1912/6194 . PMID 23851394 . 
  3. ^ Кастель, 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. DOI : 10.1016 / j.cub.2015.01.014 . PMID 25702576 . 
  4. ^ Юоттонен и др. Сезонность сообществ архей, происходящих от рДНК и рРНК, и метаногенный потенциал в бореальной болоте , ISME Journal 24 июля 2008 г.
  5. ^ Amaral-Zettler et al. Структура микробного сообщества по древу жизни в крайнем Рио-Тинто , ISME Journal 2010
  6. ^ Мураками и др. Метатранскриптомический анализ микробов в горячих источниках, расположенных глубоко под поверхностью океана, выявляет новые малые РНК и типоспецифическое разложение тРНК , Appl Environ Microbiol 2011
  7. ^ LR Комолли, KH Даунинг, BJ Бейкер, CE Siegerist, JF Бэнфилд. «Трехмерный анализ структуры и экологии нового сверхмалого археона» . Журнал ISME . 3 : 159–167. DOI : 10.1038 / ismej.2008.99 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  8. ^ a b c Бейкер; и другие. (2010). «Загадочные, сверхмалые, невозделанные археи» . Proc. Natl. Акад. Sci . 107 (19): 8806–8811. Bibcode : 2010PNAS..107.8806B . DOI : 10.1073 / pnas.0914470107 . PMC 2889320 . PMID 20421484 .  
  9. ^ Сандерс, Роберт (3 мая 2010 г.). «Странные сверхмалые микробы появляются в кислых шахтных дренажах» .
  10. ^ http://www.jgi.doe.gov/sequencing/why/3423.html
  11. ^ Дик и др. Анализ сигнатур микробных геномов в масштабе всего сообщества. Геномная биология 10: R85
  12. ^ Фудзисима; и другие. (2011). «Новая трехэлементная эндонуклеаза сплайсинга тРНК, обнаруженная у ультрамалых архей, обладает широкой субстратной специфичностью» . Nucleic Acids Res . 39 (22): 9695–704. DOI : 10.1093 / NAR / gkr692 . PMC 3239211 . PMID 21880595 .  
  • NCBI CoreНуклеотид ARMAN-1
  • NCBI CoreНуклеотид ARMAN-2
  • Геном NCBI Candidatus Micrarchaeum acidiphilum ARMAN-2
  • Геном NCBI Candidatus Parvarchaeum acidiphilum ARMAN-4
  • Геном NCBI Candidatus Parvarchaeum acidophilus ARMAN-5
  • [1]

Внешние ссылки [ править ]

  • Статья в блоге о мелких вещах ASM
  • Программа секвенирования сообщества JGI
  • Пресс-релиз Калифорнийского университета в Беркли, 2006 г.
  • Домашняя страница доктора Луиса Комолли с несколькими изображениями ячеек ARMAN
  • 2010 Univ. пресс-релиза California Berkeley
  • 2010 Статья USA Today об АРМАНЕ
  • Статья MSNBC 2010 года об АРМАНЕ