Nano-organismes acidophiles de la mine Archaeal Richmond - Archaeal Richmond Mine acidophilic nanoorganisms

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ARMAN (lignées acidophiles non cultivées)
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Classement scientifique
Domaine:
Archées
Phylum:
Micrarchaeota Parvarchaeota

Les nano-organismes acidophiles Archaeal Richmond Mine (ARMAN) ont été découverts pour la première fois dans une mine extrêmement acide située dans le nord de la Californie ( Richmond Mine à Iron Mountain ) par Brett Baker dans le laboratoire de Jill Banfield à l' Université de Californie à Berkeley . Ces nouveaux groupes d' archées nommés ARMAN-1, ARMAN-2 ( Candidatus Micrarchaeum acidiphilum ARMAN-2 ) et ARMAN-3 n'ont pas été pris en compte par les précédentes enquêtes PCR de la communauté minière car les ARMAN présentent plusieurs discordances avec les amorces PCR couramment utilisées pour Gènes de l'ARNr 16S . Boulanger et al. les a détectés dans une étude ultérieure utilisant le séquençage de la communauté par fusil de chasse . On pensait à l'origine que les trois groupes représentaient trois lignées uniques profondément ramifiées au sein des Euryarchaeota , un sous-groupe des Archaea . Cependant, sur la base d'un arbre génomique archéen plus complet, ils ont été affectés à un nouveau superphylum nommé DPANN . Les groupes ARMAN comprennent maintenant des phylums profondément divergents nommés Micrarchaeota et Parvarchaeota . Leurs gènes d'ARNr 16S diffèrent jusqu'à 17 % entre les trois groupes. Avant leur découverte, toutes les archées associées à Iron Mountain appartenaient à l'ordre des Thermoplasmatales (par exemple, Ferroplasma acidarmanus ).

Distribution

L'examen de différents sites de la mine à l'aide de sondes fluorescentes spécifiques aux groupes ARMAN a révélé qu'ils sont toujours présents dans les communautés associées au drainage minier acide (DMA), à Iron Mountain dans le nord de la Californie, qui ont un pH < 1,5. On les trouve généralement en faible abondance (5 à 25 %) dans la communauté. Récemment, des organismes étroitement apparentés ont été détectés dans une tourbière boréale acide en Finlande, un autre site de drainage minier acide dans des environnements extrêmes de Rio Tinto , dans le sud-ouest de l'Espagne et dans une source chaude souterraine faiblement alcaline à Yunohama, au Japon.

Structure cellulaire et écologie

À l'aide de la tomographie cryoélectronique , une caractérisation 3D de cellules ARMAN non cultivées dans les biofilms miniers a révélé qu'elles correspondaient à la taille de cellule prévue être la limite inférieure de la vie, 0,009 µm 3 et 0,04 µm 3 . Malgré leur taille cellulaire inhabituellement petite, il est courant de trouver plus d'un type de virus attaché aux cellules dans les biofilms. De plus, les cellules contiennent en moyenne environ 92 ribosomes par cellule, alors que la cellule moyenne d' E. coli cultivée en culture contient environ 10 000 ribosomes. Cela suggère que pour les cellules ARMAN, un nombre beaucoup plus limité de métabolites sont présents dans une cellule donnée. Cela soulève des questions sur les exigences minimales pour une cellule vivante.

Des reconstructions 3D de cellules ARMAN dans l'environnement ont révélé qu'un petit nombre d'entre elles s'attachent à d'autres archées de l'ordre des Thermoplasmatales (Baker et al. 2010 ). Les cellules Thermoplasmatales semblent pénétrer la paroi cellulaire jusqu'au cytoplasme des cellules ARMAN. La nature de cette interaction n'a pas été déterminée. Il pourrait s'agir d'une sorte d'interaction parasitaire ou symbiotique. Il est possible qu'ARMAN reçoive une sorte de métabolite qu'il n'est pas capable de produire par lui-même.

Génomique et protéomique

Les génomes de trois groupes ARMAN ont été séquencés au DOE Joint Genome Institute lors d'un programme de séquençage communautaire en 2006. Ces trois génomes ont été séparés avec succès des données génomiques de la communauté à l'aide d'un clustering ESOM ou Emergent Self-Organizing Map de signatures d'ADN tétranucléotidiques.

Le premier brouillon de Candidatus Micrarchaeum acidiphilum ARMAN-2 est 1 Mb. L'ARMAN-2 a récemment été fermé à l'aide du séquençage 454 et Solexa d'autres biofilms pour combler les lacunes et est en cours de préparation pour soumission au NCBI. Les génomes d'ARMAN-4 et d'ARMAN-5 (environ 1 Mb également) ont des tailles de gènes inhabituellement moyennes, similaires à celles observées chez les bactéries endosymbiotiques et parasitaires. Cela peut être la signature de leurs interactions interspécifiques avec d'autres archées dans la nature. De plus, la ramification de ces groupes près de la division Euryarchaea / Crenarchaea se reflète dans le fait qu'ils partagent de nombreux aspects génétiques des Crenarchaea et des Euryarchaea. Plus précisément, ils possèdent de nombreux gènes qui n'avaient été identifiés auparavant que chez Crenarchaea. Il est difficile d'élucider bon nombre des voies métaboliques communément connues dans ARMAN en raison du nombre inhabituellement élevé de gènes uniques qui ont été identifiés dans leurs génomes.

Un nouveau type d'endonucléase d'épissage d'ARNt, impliquée dans le traitement de l'ARNt, a été découvert dans les groupes ARMAN 1 et 2. L'enzyme se compose de deux unités catalytiques dupliquées et d'une unité structurelle codée sur un seul gène, représentant une nouvelle architecture à trois unités. .

Les références

Liens externes