Los nanoorganismos acidófilos de la mina Richmond de Archaeal (ARMAN) fueron descubiertos por primera vez en una mina extremadamente ácida ubicada en el norte de California ( la mina Richmond en Iron Mountain ) por Brett Baker en el laboratorio de Jill Banfield en la Universidad de California en Berkeley . Estos nuevos grupos de arqueas llamados ARMAN-1, ARMAN-2 ( Candidatus Micrarchaeum acidiphilum ARMAN-2) y ARMAN-3 no fueron detectados por estudios previos basados en PCR de la comunidad de la mina porque los ARMAN tienen varios desajustes con los cebadores de PCR comúnmente utilizados para los genes de ARNr 16S . Baker et al. [1] los detectaron en un estudio posterior utilizando la secuenciación shotgun de la comunidad. Originalmente se pensó que los tres grupos representaban tres linajes únicos profundamente ramificados dentro de Euryarchaeota , un subgrupo de Archaea . Sin embargo, basándose en un árbol genómico de arqueas más completo, se asignaron a un nuevo superfilo llamado DPANN . [2] Los grupos ARMAN ahora comprenden filos profundamente divergentes llamados Micrarchaeota y Parvarchaeota . [3] Sus genes 16S rRNA difieren hasta en un 17% entre los tres grupos. Antes de su descubrimiento, todas las Archaea que se demostró que estaban asociadas con Iron Mountain pertenecían al orden Thermoplasmatales (por ejemplo, Ferroplasma acidarmanus ).
El examen de diferentes sitios en la mina utilizando sondas fluorescentes específicas para los grupos ARMAN ha revelado que siempre están presentes en comunidades asociadas con el drenaje ácido de minas (AMD), en Iron Mountain en el norte de California, que tienen un pH < 1,5. Por lo general, se encuentran en baja abundancia (5-25%) en la comunidad. Recientemente, se han detectado organismos estrechamente relacionados en un pantano o ciénaga boreal ácida en Finlandia, [4] otro sitio de drenaje ácido de minas en entornos extremos de Rio Tinto , suroeste de España, [5] en una fuente termal subterránea profunda débilmente alcalina en Yunohama, Japón [6] y en una mina de pirita en las montañas Harz en Alemania [7].
Utilizando la tomografía crioelectrónica , una caracterización 3D de células ARMAN no cultivadas dentro de biopelículas de minas [8] reveló que están justo en el tamaño celular predicho [ cita requerida ] como el límite inferior para la vida, 0,009 μm 3 y 0,04 μm 3 . A pesar de su tamaño celular inusualmente pequeño, es común encontrar más de un tipo de virus adherido a las células mientras están en las biopelículas. Además, las células contienen en promedio ≈92 ribosomas por célula, mientras que la célula promedio de E. coli cultivada contiene ≈10,000 ribosomas. Esto sugiere que para las células ARMAN hay un número mucho más limitado de metabolitos presentes en una célula dada. Plantea preguntas sobre cuáles son los requisitos mínimos para una célula viva.
Las reconstrucciones 3D de células ARMAN en el entorno han revelado que una pequeña cantidad de ellas se unen a otras arqueas del orden Thermoplasmatales (Baker et al. 2010 [9] ). Las células Thermoplasmatales parecen penetrar la pared celular hasta el citoplasma de las células ARMAN. [10] No se ha determinado la naturaleza de esta interacción. Podría ser algún tipo de interacción parasitaria o simbiótica. Es posible que ARMAN obtenga algún tipo de metabolito que no puede producir por sí solo.
Los genomas de tres grupos ARMAN fueron secuenciados en el Instituto Conjunto del Genoma del DOE durante un Programa de Secuenciación Comunitaria de 2006. [11] Estos tres genomas fueron agrupados con éxito a partir de los datos genómicos de la comunidad utilizando ESOM o el agrupamiento de mapas autoorganizados emergentes de firmas de ADN de tetranucleótidos. [12]
El primer borrador de ARMAN-2 de Candidatus Micrarchaeum acidiphilum tiene ≈1 Mb. [9] El ARMAN-2 se ha cerrado recientemente utilizando la secuenciación de 454 y Solexa de otras biopelículas para cerrar las brechas y se está preparando para su presentación al NCBI. Los genomas de ARMAN-4 y ARMAN-5 (aproximadamente 1 Mb también) tienen longitudes de genes promedio inusualmente pequeñas, similares a las observadas en bacterias endosimbióticas y parásitas. Esto puede ser una firma de sus interacciones interespecies con otras Archaea en la naturaleza. [9] Además, la ramificación de estos grupos cerca de la división Euryarchaea / Crenarchaea se refleja en que comparten muchos aspectos genéticos tanto de Crenarchaea como de Euryarchaea. Específicamente, tienen muchos genes que anteriormente solo se habían identificado en Crenarchaea. Es difícil dilucidar muchas de las vías metabólicas comúnmente conocidas en ARMAN debido al número inusualmente alto de genes únicos que se han identificado en sus genomas.
Se ha descubierto un nuevo tipo de endonucleasa de empalme de ARNt, involucrada en el procesamiento del ARNt, en los grupos ARMAN 1 y 2. [13] La enzima consta de dos unidades catalíticas duplicadas y una unidad estructural codificada en un solo gen, lo que representa una nueva arquitectura de tres unidades.