| „Candidatus Microgenomatia“ | ||||||||
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| Systematik | ||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||
| „Candidatus Microgenomatia“ | ||||||||
| Herrmann et al. 2019 |
Candidatus Microgenomatia ist eine Klasse von Bakterien im Phylum (Abteilung) Minisyncoccota (früher Ca. Patescibacteriota oder CPR-Gruppe genannt).
Die heutige Klasse „Ca. Microgenomatia“ wurde ursprünglich als Phylum „Microgenomates“ oder Candidate division OP11 bezeichnet. Im Jahr 2013 schlugen Christian Rinke et al. für den zur „Microgenomates“-Subklade OP11-4b zugehörigen Süßwasser-Stamm (MAG) SCGC AAA011-E14 als Referenzstamm einer neuen Kandidaten-Spezies die Bezeichnung „Ca. Microgenomatus auricola“ vor und zudem diese Spezies als Typusart für die gesamte OP11-Gruppe.

Im Jahr 2020 berichteten Vitaly V. Kadnikov et al. über den von ihnen per Metagenomik sequenzierten Microgenomatia-Stamm Ch65 (MAG). Nach Vorschlag dieser Autoren dient Ch65 als Referenz für die neue Kandidaten-Spezies „Ca. Chazhemtobacterium aquaticus“ [LPSN: „Ca. Chazhemtonibacterium aquaticus“], Typusart der ebenfalls neuen Familie „Ca. Chazhemtonibacteriaceae“, mit Schwesterfamilie der GTDB-Familie f__UBA12108 [„Ca. Collierbacteraceae“]; beide in der GTDB-Ordnung o__UBA1400.
Die Ch65-Bakterien konnten zwar nicht kultiviert werden, sie leben aber ebenfalls aquatisch, da ihre DNA aus einem unterirdischen thermischen Grundwasserleiter (~ 20 °C, pH 7.43–7.60) im 2,8 km tiefen Ölförderbohrloch 5P bei der Ortschaft Chazhemto in der Region Tomsk (Westsibirien) isoliert wurde.
Das Ch65-Genom ist 801.504 bp lang, hat 838 Protein-kodierende Gene und hat einen G+C-Gehalt von 44,80 %. Es weist eine höchst ungewöhnliche Nukleotidzusammensetzung auf, wobei ein Strang über seine gesamte Länge hinweg einen hohen Gehalt an Cytosin verglichen mit Guanin hat. Dies deutet darauf hin, dass der größte Teil des Ch65-Chromosoms in einer Richtung repliziert wird. Eine solche Asymmetrie in der Nukleotidzusammensetzung wurde allerdings auch bei den GTDB-Familien f__UBA12108 [„Ca. Collierbacteraceae“] und f__CG1-02-47-37 [„Ca. Beckwithbacteraceae“] (beide ebenfalls in der GTDB-Ordnung o__UBA1400 [„Ca. Chazhemtobacteriales“]) festgestellt.
Eine Genomanalyse ergab, dass das Ch65-Bakterium vermutlich stäbchenförmig und beweglich (motil) ist. Es hat eine anaerobe Lebensweise, d. h. es ist obligat organotroph mit einem fermentativen Stoffwechsel ist, wobei es Acetat und Laktat produzieren kann. Es verfügt aber weder über Atmungsfähigkeit noch über vollständige Stoffwechselwege für die Biosynthese von Fettsäuren/Lipiden, Aminosäuren und Nukleotiden. Der Embden-Meyerhof-Glykolyseweg und der nicht-oxidative Pentosephosphatweg sind weitgehend vollständig, allerdings wurden keine Gene für Glukokinase (GCK), 6-Phosphofructokinase (PFK1) und Transaldolase (TAL) gefunden. Dem Ch65-Bakterium fehlen sekretierte Glykosidhydrolasen und konventionelle Transporter für den Import von Zuckern und Aminosäuren.
Die aus der DNA-Sequenz vorhergesagten Stoffwechseleigenschaften weisen darauf hin, dass Ch65 entweder
Wie diese Autoren außerdem herausfanden, benutzen die Stämme SCGC AAA011-A19 und SCGC AAA011-L05 (beide aus der Subklade OP11-1) für die Biosynthese der Purine Adenin und Guanin einen Stoffwechselweg, wie er nur von Archaeen bekannt ist und vermutlich durch lateralen Gentransfer (LGT) von Vertretern des Archaeen-Reichs Methanobacteriati (früher „Euryarchaeida“ oder „Euryarchaeota“ genannt) erworben wurde. Die Purinbiosynthese ist in Bakterien und Archaeen hinsichtlich ihres vorletzten Schritts (der Ribonukleat-Formylierung, siehe FAICAR) hochkonserviert. Alle bis damals (2013) sequenzierten Bakterien verwenden für diesen Schritt das Enzym PurH1, während die Mehrheit der Archaeen das Enzym PurP verwendet. Mitglieder der Minisyncoccota (früher: „Ca. Patescibacteriota“ oder „Patescibacteria“) verfügen jedoch nicht über das purH1-Gen, sondern stattdessen über ein purP-ähnliches Gen – das Enzym PurP wird von den Methanobacteriati für diesen Schritt benutzt. Wie die Autoren argumentieren, deutet dies auf einen alten lateralen Transfer des größten Teils des Purinbiosynthese-Operons von einem Thermococci-ähnlichen Spender auf den Vorfahren der Minisyncoccota („Patescibacteria“) hin.
Genomgrößen und Nukleotid-Zusammensetzung vollständiger Genome von Mitgliedern der Kandidatenordnung o__UBA1400 [„Ca. Chazhemtobacteriales“]:
| Spezies Stamm/MAG (Zugriffsnummer) |
Genomgröße (bp) |
GC-Gehalt (%) |
DNA-Base (%) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| G | C | A | T | |||
| „Ca. Chazhemtobacterium aquaticus“ Ch65 (CP047901) |
801.504 | 44,80 | 14,97 | 29,83 | 27,87 | 27,33 |
| Ca. Collierbacteria bacterium RIFOXYD2_FULL_45_13 RIFOXYD2_FULL_OP11_Collierbacteria_45_13 (MFAS01000001) |
1.089.434 | 44,95 | 19,44 | 25,51 | 27,03 | 28,02 |
| Ca. Beckwithbacteria bacterium GW2011_GWC1_49_16 GW2011_GWC1_49_16 (CP011210) |
1.049.888 | 48,92 | 20,66 | 28,26 | 25,33 | 25,75 |
| UBA1364 sp001029715 [Candidate division TM6 bacterium GW2011_GWF2_28_16] GW2011_GWF2_28_16 (CP011212) |
853.053 | 35,99 | 18,27 | 17,72 | 32,36 | 31.65 |
Bei Christian Rinke et al. (2013) rangiert die Klade OP11 noch im Rang eines Phylums (Abteilung, englisch division, lateinisch divisio), die OP11-Subkladen als Klasse. Da heute OP11 als „Ca. Microgenomatia“ selbst nur im Rang einer Klasse gesehen wird, vermindert sich der Rang der Subkladen entsprechend auf Ordnung oder Familie. Das diese OP11-Subkladen ursprünglich aus Metagenomik-Analysen der SSU-rRNA stammen, genügen sie heutigen Anforderungen (etwa der GTDB) nicht mehr (englisch failed quality check), so dass eine Zuordnung zu heutigen Kladen oft schwer bzw. kaum möglich ist.
Die Systematik der Gruppe ist mit Stand 7. März 2026 (auszugsweise) wie folgt:
Klasse „Ca. Microgenomatia“ Herrmann et al. 2019(L,N,G) – früher Phylum Candidate division CPR1 / Candidate division OP11 oder Microgenomates Superphylum(N,R)
Verschiebungen gemäß GTDB:
Die Bezeichnungen Microgenomatia (früher Microgenomates) und Microgenomatus für die Typusgattung gehen zurück auf das altgriechische Adjektiv μικρός mikrós, deutsch ‚klein‘ und neulateinisch genomum ‚Genom‘; dies erinnert daran, dass es sich um Organismen mit einem kleinen Genom handelt.