Cyclonatronaceae
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| Systematik | ||||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||||
| Cyclonatronaceae | ||||||||||
| Zhilina et al. 2023 |
Die Cyclonatronaceae sind eine Familie von Bakterien. Sie umfasst Bakterien, die Peptide oder Zucker als Wachstums-Substrate nutzen. Die Familie umfasst derzeit zwei Gattungen, die Typusgattung Cyclonatronum und die Gattung Natronogracilivirga, die beide durch eine einzige Art vertreten sind. Die Arten sind mäßig salztolerante und obligate alkaliphile (also hohe pH-Werte benötigende) Bakterien, die in salzhaltigen Sodaseen in Zentralasien vorkommen. Die Erstbeschreibungen stammen aus einem Sodasee in der Region Altai (Russland).[1] Sodaseen zeichnen sich durch extrem hohen Salzgehalt und hohen pH-Wert aus, beherbergen aber dennoch ein reiches prokaryotisches Leben.[2] Die Familie zählt zu der Klasse Rhodothermia des Stammes Bacteroidota. Innerhalb der Klasse Rhodothermia sind hauptsächlich extremophile Arten vorhanden, insbesondere extrem Halophile („salzliebende“) und Alkalophile. Auch Arten mit beiden Eigenschaften, also haloalkaliphile Arten sind hier vorhanden. Haloalkaliphile Mikroben sind eine wichtige Untergruppe der Extremophilen, die in Salzkonzentrationen von bis zu 33 % (Gew./Vol.) NaCl und bei alkalischem pH-Werten höher als 9 wachsen. Sie kommen in hypersalinen Umgebungen vor, insbesondere in Salzlaken, sowie in alkalischen Umgebungen wie Sodaböden, Seen und Wüsten.[3]
Merkmale und Stoffwechsel
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Typusgattung Cyclonatronum umfasst derzeit eine einzige Art, C. proteinivorum. Es handelt sich um ein auf Sauerstoff angewiesenes (obligat aerobes) Bakterium mit nicht beweglichen polymorphen Zellen, die je nach Wachstumsbedingungen von Halbkreisen bis zu langen Spirillen oder peitschenartigen flexiblen Stäbchen reichen.[1]
Die Art Natronogracilivirga saccharolytica war in einer Kokultur mit dem peptolytischen eisenreduzierenden Bakterium der Familie Clostridiaceae des Stammes Bacillota, Isachenkonia alkalipeptolytica, vorhanden. Natronogracilivirga saccharolytica ist ein streng anaerobes Bakterium mit langen, flexiblen, beweglichen und stäbchenförmigen Zellen, wenn es unter optimalen Wachstumsbedingungen kultiviert wird. Es nutzt eine Reihe von Zuckern und verschiedene Alpha-Glucane als Wachstums-Substrate. Es zeigt Wachstum bei Temperaturen zwischen 20 und 43 °C, bestes Wachstum findet bei 37–40 °C statt. Cyclonatronum proteinivorum zeigt Wachstum bei 25–45 °C, bestes Wachstum findet bei 33–35 °C.[4]
Die zwei Arten zeigen eine Toleranz von bis zu 3,2 Mol Gesamt-Na+ (in Form von Natriumcarbonat/Bicarbonat) und tolerieren einem pH-Bereich von 7,5 bis 10,2 (Optimum bei 9–9,5). Sie können somit also als salztolerant und obligate alkaliphil bezeichnet werden.[1]
Die Zellen von Cyclonatronum produzieren rosa Carotinoide und ein aktives Natrium transportierendes Proteorhodopsin. Das Proteorhodopsin wirkt wie eine lichtgetriebende Proptonenpumpe nach einem ähnlichen Prinzip wie Bacteriorhodopsin, weist jedoch den Unterschied auf, dass mehrere Formen existieren, die jeweils an die Absorption unterschiedlicher Lichtwellenlängen angepasst sind. Die Nutzung von Proteorhodopsin zur Energiekonservierung stellt für marine Bakterien eine sinnvolle Strategie dar, da die Konzentrationen gelöster organischer Verbindungen, wie es z. B. im Meer in der Regel sehr niedrig sind und eine rein chemoorganotrophe Lebensweise somit erschweren würden.[5] Cyclonatronum gilt zwar als strikt aerob, Das Proteorhodopsin könnte es diesem aeroben Bakterium jedoch ermöglichen, eine vorübergehende Abwesenheit von Sauerstoff (Anoxie) zu überleben.[1]
Systematik
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Familie gehört zur Ordnung Balneolales innerhalb der Klasse Rhodothermia des Stammes Bacteroidota, der hauptsächlich extremophile Arten umfasst, insbesondere extreme Halophile und Haloalkalophile. Die am nächsten verwandte Familie ist Balneolaceae.[1] Im Januar 2026 waren zwei Gattungen mit jeweils einer Art bekannt:[6]
- Cyclonatronum proteinivorum Zhilina et al. 2023
- Natronogracilivirga saccharolytica Zhilina et al. 2023
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- 1 2 3 4 5 Dimitry Y. Sorokin, Alexander Y. Merkel: Cyclonatronaceae (2024) In: Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. 1. Auflage. Wiley, 2015, ISBN 978-1-118-96060-8, doi:10.1002/9781118960608.fbm00413 (wiley.com [abgerufen am 16. Januar 2026]).
- ↑ Dimitry Y. Sorokin, Alexander Y. Merkel, Tatjana V. Khizhniak: Isolation and characterization of cellulose-mineralizing haloalkaliphilic bacteria from Siberian soda lakes. In: Frontiers in Microbiology. Band 15, 23. Dezember 2024, ISSN 1664-302X, doi:10.3389/fmicb.2024.1523074, PMID 39764452, PMC 11700989 (freier Volltext) – (frontiersin.org [abgerufen am 15. Januar 2026]).
- ↑ Ganapathi Uma, Mariavincent Michael Babu, Vincent Samuel Gnana Prakash, Selvaraj Jeraldin Nisha, Thavasimuthu Citarasu: Nature and bioprospecting of haloalkaliphilics: a review. In: World Journal of Microbiology and Biotechnology. Band 36, Nr. 5, Mai 2020, ISSN 0959-3993, doi:10.1007/s11274-020-02841-2 (springer.com [abgerufen am 15. Januar 2026]).
- ↑ Tatjana N. Zhilina, Dimitry Y. Sorokin, Stepan V. Toshchakov, Ilya V. Kublanov, Daria G. Zavarzina: Natronogracilivirga saccharolytica gen. nov., sp. nov. and Cyclonatronum proteinivorum gen. nov., sp. nov., haloalkaliphilic organotrophic bacteroidetes from hypersaline soda lakes forming a new family Cyclonatronaceae fam. nov. in the order Balneolales. In: Systematic and Applied Microbiology. Band 46, Nr. 2, April 2023, S. 126403, doi:10.1016/j.syapm.2023.126403 (elsevier.com [abgerufen am 15. Januar 2026]).
- ↑ Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker: Brock - Mikrobiologie. 13. aktualisierte Auflage, Pearson Studium, München 2013, S. 821, ISBN 978-3-86894-144-9
- ↑ LPSN - Family Cyclonatronaceae
Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Dimitry Y. Sorokin, Alexander Y. Merkel: Cyclonatronaceae (2024) In: Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. 1. Auflage. Wiley, 2015, ISBN 978-1-118-96060-8, doi:10.1002/9781118960608.fbm00413 (wiley.com [abgerufen am 16. Januar 2026]).
Weiterführende Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Ganapathi Uma, Mariavincent Michael Babu, Vincent Samuel Gnana Prakash, Selvaraj Jeraldin Nisha, Thavasimuthu Citarasu: Nature and bioprospecting of haloalkaliphilics: a review. In: World Journal of Microbiology and Biotechnology. Band 36, Nr. 5, Mai 2020, ISSN 0959-3993, doi:10.1007/s11274-020-02841-2 (springer.com [abgerufen am 15. Januar 2026]).