Акофильные нанурганизмы шахты Ричмонда

Арман (некультурные ацидофильные линии)
Научная классификация
Домен:	Археи
Филум:	Micrarchaeota parvarchaeota

Ацидофильные нанурганизмы мин Архаального Ричмонда (Арман) были впервые обнаружены в чрезвычайно кислом руднике, расположенном в Северной Калифорнии ( Ричмонд на Айрон -Маунтин ) Бреттом Бейкером в лаборатории Джилл Банфилд в Калифорнийском университете в Беркли . Эти новые группы археи под названием Arman-1, Arman-2 ( Candidatus micrarchaeum aciciphilum arman-2) и Arman-3 пропустили предыдущие обследования на основе ПЦР сообщества шахт, потому что у Арманов есть несколько несоответствий с обычно используемыми ПЦР- праймерами для для 16 с рРНК генов. Baker et al. ^{[ 1 ]} обнаружил их в более позднем исследовании с использованием секвенирования дробовика сообщества. Первоначально считалось, что три группы представляют три уникальных линии, глубоко разветвленных в Эйриархите , подгруппе архей . Однако, основываясь на более полном архаальном геномном дереве, они были назначены новым суперфилу под названием DPANN . ^{[ 2 ]} Группы Arman теперь составляют глубоко дивергентные фила, названные Micrarchaeota и Parvarchaeota . ^{[ 3 ]} Их гены 16S рРНК различаются на целых 17% между тремя группами. До их открытия вся археи , как показанная, связана с железной горой, принадлежала порядковому термоплазматалам (например, Ferroplasma adyarmanus ).

Распределение

Исследование различных участков в шахте с использованием флуоресцентных зондов, специфичных для групп Arman, показало, что они всегда присутствуют в сообществах, связанных с дренажом кислотного шахта (AMD), на железной горе в Северной Калифорнии, которые имеют рН <1,5. Они обычно встречаются в низкой изобилии (5–25%) в сообществе. Недавно тесно связанные организмы были обнаружены в кислых бореальных болотах или болоте в Финляндии, ^{[ 4 ]} Еще один дренаж кислой шахты в экстремальных средах Rio Tinto , юго -западный Испания, ^{[ 5 ]} На слабых аллокалиновой глубокой подповерхностной горячим источнике в Юнохаме, Япония ^{[ 6 ]} и в пиритской шахте в Harz Munutains в Германии ^{[ 7 ]}

Клеточная структура и экология

Использование криоэлектронной томографии , 3D-характеристика некультивированных клеток армана в биопленках шахты ^{[ 8 ]} показал, что они прямо в прогнозируемом размере клеток ^{[ Цитация необходима ]} быть нижним пределом для срока службы, 0,009 мкм ³ и 0,04 мкм ³Полем Несмотря на их необычайно маленький размер клеток, обычно можно найти более одного типа вируса , прикрепленного к клеткам, находясь в биопленках. Кроме того, клетки содержат в среднем ≈92 рибосомы на клетку, тогда как средняя клетка E. coli, выращенная в культуре, содержит ≈10 000 рибосом. Это говорит о том, что для клеток Arman гораздо более ограниченное количество метаболитов присутствует в данной ячейке. Это поднимает вопросы о том, каковы минимальные требования для живой ячейки.

3D -реконструкция клеток Arman в окружающей среде показали, что небольшое количество из них присоединяется к другой археи порядка термоплазматалов (Baker et al. 2010 ^{[ 9 ]}) Клетки термоплазматалов, по -видимому, проникают в клеточную стенку до цитоплазмы клеток армана. ^{[ 10 ]} Природа этого взаимодействия не была определена. Это может быть какое -то паразитическое или симбиотическое взаимодействие. Вполне возможно, что Арман получает какой -то метаболит, который он не может производить самостоятельно.

Геномика и протеомика

Геномы трех групп Arman были секвенированы в Институте совместного генома DOE во время программы секвенирования сообщества 2006 года. ^{[ 11 ]} Эти три генома были успешно сочетаются из данных геномных данных сообщества с использованием ESOM или возникающей самоорганизующей кластеризации карт сигнатур тетрануклеотидной ДНК. ^{[ 12 ]}

Первый черновик кандидата Micrarchaeum aciciphilum arman-2 составляет ≈1 МБ. ^{[ 9 ]} Arman-2 недавно был закрыт с использованием 454 и секвенирования Solexa других биопленок для закрытия пробелов и готовится к отправке в NCBI. Геномы Arman-4 и Arman-5 (также примерно 1 МБ) имеют необычайно небольшую среднюю длину генов, аналогичные тем, которые наблюдаются в эндосимбиотических и паразитных бактериях. Это может быть подписью их межвидового взаимодействия с другими архей в природе. ^{[ 9 ]} Кроме того, разветвление этих групп вблизи разрыва Euryarchaea / Crenarchaea 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 в Crenarchaea. Трудно выяснить многие общеизвестные метаболические пути в Армане из -за необычайно большого количества уникальных генов, которые были идентифицированы в их геномах.

Новый тип эндонуклеазы сплайсинга тРНК, участвующий в обработке тРНК, был обнаружен в группах Arman 1 и 2. ^{[ 13 ]} Фермент состоит из двух дублированных каталитических единиц и одной структурной единицы, кодируемой на одном гене, представляющей новую архитектуру с тремя единицами.

Ссылки

^ Бейкер, Бретт Дж.; и др. (2006). «Линии ацидофильной археи выявлены с помощью геномного анализа сообщества». Наука . 314 (5807): 1933–1935. Bibcode : 2006sci ... 314.1933b . doi : 10.1126/science.1132690 . PMID 17185602 . S2CID 26033384 .
^ Ринке, C; Schwientek, P; Скзирба, а; Иванова, NN; Андерсон, IJ; Ченг, JF; Дорогая, а; Malfatti, S; Лебедь, БК; Гис, EA; Додсворт, JA; Хедлунд, BP; Циамис, G; Зиверт, См; Лю, WT; Эйзен, JA; Hallam, SJ; Kyrpides, NC; Степанаускас, R; Рубин, Эм; Hugenholtz, P; Woyke, T (2013). «Понимание филогения и потенциала кодирования микробной темной материи» . Природа . 499 (7459): 431–437. Bibcode : 2013natur.499..431r . doi : 10.1038/nature12352 . HDL : 1912/6194 . PMID 23851394 .
^ Castelle, CJ; Райтон, KC; Томас, Британская Колумбия; Объятие, LA; Браун, CT; Уилкинс, MJ; Фришкорн, Кр; Tringe, SG; Сингх, а; Markillie, LM; Тейлор, RC; Уильямс, KH; Банфилд, JF (2015). «Геномная экспансия домена Archaea подчеркивает роли для организмов из новой Phyla в анаэробном углеродном велосипеде» . Текущая биология . 25 (6): 690–701. doi : 10.1016/j.cub.2015.01.014 . PMID 25702576 .
^ Hutton et. Boural Mire, Isme Journal,
^ Amaral-Zettler et al. Структура микробного сообщества по всему дереву жизни в экстремальном Río Tinto , Isme Journal 2010
^ Murakami et al. Метатранскриптомный анализ микробов в горячее подповерхностно-подповерхностное горячее весен
^ https://doi.org/10.1038/ismej.2013.64 Ziegler, S., Dolch, K., Geiger, K. et al. Кислород-зависимый образование ниши пиритозависимого ацидофильного консорциума, построенного архей и бактерий. ISME J 7, 1725–1737 (2013).
^ LR Comolli; Kh Douping; BJ Baker; CE Siegerist; JF Banfield (2009). «Трехмерный анализ структуры и экологии нового, ультраумного археона» . ISME Journal . 3 (2): 159–167. doi : 10.1038/ismej.2008.99 . PMID 18946497 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Бейкер; и др. (2010). «Загадочный, ультразматный, некультивированная архея» . Прокурор Нат. Академический Наука 107 (19): 8806–8811. Bibcode : 2010pnas..107.8806b . doi : 10.1073/pnas.0914470107 . PMC 2889320 . PMID 20421484 .
^ Сандерс, Роберт (3 мая 2010 г.). «Странные, сверхмазлынные микробы появляются в кислым дренаже шахты» .
^ "Наши проекты" .
^ Dick et al. Анализ общего количества подписей последовательностей микробного генома. Архивированный 2014-07-15 в The Wayback Machine Genome Biology 10: R85
^ Фуджисима; и др. (2011). «Новая эндонуклеаза сплайсинга тройки тройки тройки, обнаруженную в ультразматской археи, обладает широкой субстратной специфичностью» . Нуклеиновые кислоты Res . 39 (22): 9695–704. doi : 10.1093/nar/gkr692 . PMC 3239211 . PMID 21880595 .

Внешние ссылки

[1] Бейкер, Бретт Дж.; и др. (2006). «Линии ацидофильной археи выявлены с помощью геномного анализа сообщества». Наука . 314 (5807): 1933–1935. Bibcode : 2006sci ... 314.1933b . doi : 10.1126/science.1132690 . PMID 17185602 . S2CID 26033384 .

[2] Ринке, C; Schwientek, P; Скзирба, а; Иванова, NN; Андерсон, IJ; Ченг, JF; Дорогая, а; Malfatti, S; Лебедь, БК; Гис, EA; Додсворт, JA; Хедлунд, BP; Циамис, G; Зиверт, См; Лю, WT; Эйзен, JA; Hallam, SJ; Kyrpides, NC; Степанаускас, R; Рубин, Эм; Hugenholtz, P; Woyke, T (2013). «Понимание филогения и потенциала кодирования микробной темной материи» . Природа . 499 (7459): 431–437. Bibcode : 2013natur.499..431r . doi : 10.1038/nature12352 . HDL : 1912/6194 . PMID 23851394 .

[3] Castelle, CJ; Райтон, KC; Томас, Британская Колумбия; Объятие, LA; Браун, CT; Уилкинс, MJ; Фришкорн, Кр; Tringe, SG; Сингх, а; Markillie, LM; Тейлор, RC; Уильямс, KH; Банфилд, JF (2015). «Геномная экспансия домена Archaea подчеркивает роли для организмов из новой Phyla в анаэробном углеродном велосипеде» . Текущая биология . 25 (6): 690–701. doi : 10.1016/j.cub.2015.01.014 . PMID 25702576 .

[4] Hutton et. Boural Mire, Isme Journal,

[5] Amaral-Zettler et al. Структура микробного сообщества по всему дереву жизни в экстремальном Río Tinto , Isme Journal 2010

[6] Murakami et al. Метатранскриптомный анализ микробов в горячее подповерхностно-подповерхностное горячее весен

[7] ttps://doi.org/10.1038/ismej.2013.64 Ziegler, S., Dolch, K., Geiger, K. et al. Кислород-зависимый образование ниши пиритозависимого ацидофильного консорциума, построенного архей и бактерий. ISME J 7, 1725–1737 (2013).

[Comolli-8] LR Comolli; Kh Douping; BJ Baker; CE Siegerist; JF Banfield (2009). «Трехмерный анализ структуры и экологии нового, ультраумного археона» . ISME Journal . 3 (2): 159–167. doi : 10.1038/ismej.2008.99 . PMID 18946497 .

[auto-9] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Бейкер; и др. (2010). «Загадочный, ультразматный, некультивированная архея» . Прокурор Нат. Академический Наука 107 (19): 8806–8811. Bibcode : 2010pnas..107.8806b . doi : 10.1073/pnas.0914470107 . PMC 2889320 . PMID 20421484 .

[10] Сандерс, Роберт (3 мая 2010 г.). «Странные, сверхмазлынные микробы появляются в кислым дренаже шахты» .

[11] "Наши проекты" .

[12] Dick et al. Анализ общего количества подписей последовательностей микробного генома. Архивированный 2014-07-15 в The Wayback Machine Genome Biology 10: R85

[13] Фуджисима; и др. (2011). «Новая эндонуклеаза сплайсинга тройки тройки тройки, обнаруженную в ультразматской археи, обладает широкой субстратной специфичностью» . Нуклеиновые кислоты Res . 39 (22): 9695–704. doi : 10.1093/nar/gkr692 . PMC 3239211 . PMID 21880595 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]