Hydrogenimonas cancrithermarum
Hydrogenimonas cancrithermarum ist eine Spezies (Art) mesophil (mäßig wärmeliebender) schwefeloxidierender Bakterien der Klasse Epsilonproteobacteria (auch Campylobacteria genannt). Sie wurde, wie von Sayaka Mino et al. 2023 berichtet, auf einer Expedition des Forschungsschiffes R/V Atlantis mit dem Tiefsee-U-Boot (DSV) Alvin im November 2014 in diffusen Quellflüssigkeiten am Tiefsee-Hydrothermalschlot Crab Spa (9,83° N, 104,29° W) des Ostpazifischen Rückens entdeckt (Referenzstamm ISO32T). Die Bakterien sind chemolithoautotroph und oxidieren Wasserstoff und Thiosulfat[2][3][4]
| Hydrogenimonas cancrithermarum | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Systematik | ||||||||||||
| ||||||||||||
| Wissenschaftlicher Name der Gattung | ||||||||||||
| Hydrogenimonas | ||||||||||||
| Takai, Nealson & Horikoshi 2004[1] | ||||||||||||
| Wissenschaftlicher Name der Art | ||||||||||||
| Hydrogenimonas cancrithermarum | ||||||||||||
| Mino et al. 2023[2] |
Beschreibung Bearbeiten
Die Zellen des Referenzstamms ISO32T wurden als stäbchenförmig beschrieben. Sie sind beweglich (motil) dank einer einzigen endständigen (polaren) Geißel. Das Isolat wuchs in einem Temperaturbereich zwischen 30 und 55 °C (optimal 43 °C) und in einem pH-Bereich zwischen 5,3 und 7,6 (optimal pH 5,8). Die Salzkonzentration lag konnte dabei zwischen 2,0 und 4,0 % NaCl liegen mit einem Optimum von 2,5 %. Das Isolat war in der Lage, chemolithoautotroph zu wachsen, wobei molekularer Wasserstoff (H2), Thiosulfat, elementarer Schwefel oder Nitrat verstoffwechselt und als Elektronendonator bzw. Elektronenakzeptor benutzt werden.[2]
Die Gattung Hydrogenimonas war zum Zeitpunkt der Erstbeschreibung 2023 mit den beiden Spezies H. thermophila und H. urashimensis[5] als thermophil (hitzeliebend) beschrieben.[6][7][8][9] Der neue Stamm ISO32T war der erste mesophile (an gemäßigte Temperaturen angepasste) schwefeloxidierende Vertreter in der Gattung, und unterscheidet sich deutlich von beiden anderen Spezies dieser Gattung, so dass er von Mino et al. einer neuen Art, H. cancrithermarum, zugewiesen wurde.[2]
Chemolithoautotrophe Arten der Klasse Campylobacteria (Epsilonproteobakterien) sind eine ökologisch wichtige Bakteriengruppe an Hydrothermalquellen, wo sie zur Primärproduktion von Biomasse beitragen. Andere Mitglieder dieser Klasse, z. B. die Gattungen Helicobacter, Arcobacter[10] und Campylobacter, sind dagegen als Krankheitserreger für Menschen und Tiere bekannt.[2]
Genom und Proteom Bearbeiten
Das Genom des Referenzstamms ISO32T besteht aus folgenden Teilen:[4]
- Bakterienchromosom mit 2.310.532 bp (Basenpaaren) mit 2.399 Genen (total), davon
- 2.330 kodierende Gene
- 59 Gene für RNAs (9 rRNAs, 47 tRNAs)
- 10 Pseudogene
- Plasmid pISO32_1 mit 62.842 bp, kodiert eine als N-6 bezeichnete DNA-Methylase
- Plasmid pISO32_2 mit 5.320 bp, kodiert u. a. ein Replikations-Initiationsprotein und das Plasmid-Mobilisierungs-Relaxosom-Protein MobC[A. 1]
Interessanterweise kodiert das Bakterienchromosom für eine Phospho-Transacetylase (Pta)[11] und eine Acetat-Kinase (AckA).[12] Beide sind als Katalysatoren für den Pta-AckA-Stoffwechselweg verantwortlich. Dieser ist konserviert unter Hydrogenimonas und den verwandten Gattungen, unabhängig von deren Stoffwechsel und Pathogenität. Der Pta-AkaA-Stoffwechselweg spielt bei einer pathogenen Campylobacter-Spezies eine wichtige Rolle bei der Infektion von Wirten. Sein Vorhandensein in einer Hydrogenimonas-Art deutet auf eine wichtige evolutionäre Anpassung hin, wichtig für das Verständnis der Evolution und Diversifizierung der Epsilonproteobacteria (alias Campylobacteria).[2]
Etymologie Bearbeiten
Der Gattungsname Hydrogenimonas leitet sich ab von neulateinisch hydrogenum ‚Wasserstoff‘ (wörtlich ‚Wasser erzeugend‘ – zusammen mit Sauerstoff – altgriechisch ὕδωρ húdōr und γεννάω gennaō), sowie lateinisch monas ‚Einheit‘, ‚Einzeller‘. Hydrogenimonas deutet also auf einen Wasserstoff-verstoffwechselnden Einzeller hin.[6]
Das Art-Epitheton cancrithermarum leitet sich ab von lateinisch cancer, deutsch ‚Krabbe‘, englisch crab und dem Genitiv von thermae ‚Thermen‘, ‚warme Bäder‘, ein Hinweis auf den Tiefseeschlot ‚Crab Spa‘, von dem der Referenzstamm isoliert wurde.[3]
Anmerkungen Bearbeiten
- ↑ Das Relaxosom ist der Proteinkomplex, der den Plasmidtransfer während der bakteriellen Konjugation erleichtert.
Einzelnachweise Bearbeiten
- ↑ Ken Takai, Kenneth H. Nealson, Koki Horikoshi: Hydrogenimonas thermophila gen. nov., sp. nov., a novel thermophilic, hydrogen-oxidizing chemolithoautotroph within the ε-Proteobacteria, isolated from a black smoker in a Central Indian Ridge hydrothermal field. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, Band 54, Nr. 1, 1. Januar 2004, ISSN 1466-5026, S. 25–32; doi:10.1099/ijs.0.02787-0, PMID 14742455, ResearchGate:8904415 (englisch).
- ↑ a b c d e f
Sayaka Mino, So Fukazawa, Jiro Tsuchiya, Jesse C. McNichol, Stefan M. Sievert, Shogo Yamaki, Yasuhiro Ando, Tomoo Sawabe: Hydrogenimonas cancrithermarum sp. nov., a hydrogen- and thiosulfate-oxidizing mesophilic chemolithoautotroph isolated from diffuse-flow fluids on the East Pacific Rise, and an emended description of the genus Hydrogenimonas. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, Band 73, Nr. 11, 3. November 2023, ISSN 1466-5026; doi:10.1099/ijsem.0.006132, PMID 37921642, ResearchGate:375324258 (englisch). Dazu:
- A new bacterial species from a hydrothermal vent throws light on their evolution. Auf: ScienceDaily vom 29. November 2023. Quelle: Universität Hokkaidō.
- A new bacterial species from a hydrothermal vent throws light on their evolution. Auf: asia Research News vom 30. November 2023. Quelle: Universität Hokkaidō.
- Discovering Hydrogenimonas cancrithermarum: Insights into Bacterial Evolution at Hydrothermal Vents. Auf: OzGeology vom 11. Dezember 2023.
- Igor Nowacki: Novel Marine Bacterium Broadens Understanding of Ocean Microbial Life. Auf: TS2.pl vom 16. Januar 2024.
- ↑ a b LPSN: Species Hydrogenimonas cancrithermarum Mino et al. 2023.
- ↑ a b NCBI Taxonomy Browser: Hydrogenimonas cancrithermarum Mino et al. 2023 (species). Nucleotide: txid2993563[Organism:noexp] AND ISO32 Hydrogenimonas cancrithermarum strain ISO32; Hydrogenimonas cancrithermarum strain ISO32 chromosome, complete genome NZ_AP027370.1.
- ↑ Sayaka Mino, Taiki Shiotani, Satoshi Nakagawa, Ken Takai, Tomoo Sawabe: Hydrogenimonas urashimensis sp. nov., a hydrogen-oxidizing chemolithoautotroph isolated from a deep-sea hydrothermal vent in the Southern Mariana Trough. In: Systematic and applied microbiology. Band 44, Nr. 1, Januar 2021, ISSN 1618-0984, S. 126170; doi:10.1016/j.syapm.2020.126170, PMID 33340909, Epub: 3. Dezember 2020 (englisch).
- ↑ a b LPSN: Genus Hydrogenimonas Takai et al. 2004.
- ↑ NCBI Taxonomy Browser: Hydrogenimonas, Details: Hydrogenimonas Takai et al. 2004, homotypic synonym: Hydrogenimonas Takai et al. 2004 emend. Mino et al. 2023 (species).
- ↑ WoRMS: Hydrogenimonas Takai, Nealson & Horikoshi, 2004 (Genus).
- ↑ GTDB: g__Hydrogenimonas.
- ↑ LPSN: Genus Arcobacter Vandamme et al. 1991.
- ↑ ENZYME entry: EC 2.3.1.8. Auf: Expasy.
- ↑ ENZYME entry: EC 2.7.2.1. Auf: Expasy.