Marinitoga

Die einzelnen Arten sind beweglich und besitzen ein polares Flagellum. Die Zellen treten meist entweder einzeln oder paarweise auf. Kleine Ketten von bis zu 10 Zellen wurden bei M. aeolica, M. camini, M. hydrogenitolerans, M. litoralis, M. okinawensis und M. piezophila beobachtet. Sporen werden nicht gebildet.^[1]

Die Arten von Marinitoga sind anaerob, allerdings tolerieren einige Arten, wie Marinitoga hydrogenitolerans und M. litoralis, geringe Mengen von Sauerstoff (4 %). Marinitoga-Arten sind chemoorganotroph, sie benötigen organische Stoffe zum Wachstum. Hierzu fermentieren sie Kohlenhydrate und proteinhaltigen Verbindungen. Bei der Fermentation von Zuckern entstehen als Hauptprodukte Acetat, CO₂ und H₂. Die Arten können zusätzlich elementaren Schwefel, viele auch die Aminosäure L-Cystin, als Elektronenakzeptor nutzen. Cystin ist ein Disulfid, das aus zwei Molekülen der Aminosäure Cystein besteht.

Einige Arten, wie M. piezophila, M. hydrogenitolerans und M. litoralis können zusätzlich auch Thiosulfat als Elektronenakzeptor nutzen. Die Arten von Marinitoga sind thermophil, wobei das Wachstum je nach Art bei 25–70 °C mit einem Optimum bei 50–65 °C stattfindet. Einige Arten, wie M. hydrogenitolerans, tolerieren Wasserstoff, und wachsen sogar in einer mit 100 % Wasserstoff gesättigten Umgebung in Abwesenheit von Schwefel.^[1][2]

Alle Arten von Marinitoga sind in der Lage, bei niedrigem pH-Wert (4,5–5) und hohem Salzgehalt (von 2 bis 4 %) zu wachsen.^[2]

Es folgt eine Tabelle mit einigen Arten:^[1]

Die Typusart Marinitoga camini wurde von Nathalie Wery im Jahr 2001 beschrieben.^[3] Sie zählt aktuell (Oktober 2025) zu der Familie Petrotogaceae, früher wurde zu den Thermotogaceae gestellt.^[4] Im Oktober 2025 zählten 8 Arten zu der Gattung. Neben Marinitoga zählen noch die Gattungen Defluviitoga, Geotoga, Oceanotoga, Petrotoga und Tepiditoga zu der Familie.

Petrotogaceae zählt zu der Ordnung Petrotogales der Klasse Thermotogae innerhalb des Phylums Thermotogota. Die Familie wurde im Jahr 2014 eingeführt. In der Klasse Thermotogae sind vier Ordnungen enthalten: Kosmotogales, Mesoaciditogales, Petrotogales und die Thermotogales.^[5] Die Thermotogae werden phylogenetisch als ein sehr alter Zweig der Bakterien angesehen.

Es folgt eine Liste einiger Arten:^[6]

• Marinitoga aeolica Postec et al. 2023
• Marinitoga arctica Steinsbu et al. 2016
• Marinitoga camini Wery et al. 2001
• Marinitoga hydrogenitolerans Postec et al. 2005
• Marinitoga lauensis L'Haridon et al. 2021
• Marinitoga litoralis Postec et al. 2010
• Marinitoga okinawensis Nunoura et al. 2007
• Marinitoga piezophila Alain et al. 2002

Marinitoga-Arten sind weltweit verbreitet, scheinen aber auf hydrothermale Umgebungen beschränkt zu sein. Arten wurden aus Hydrothermalquellen der Tiefsee isoliert, einige wurden auch aus flachen Hydrothermalfeldern isoliert. Die Fundorte umfassen den Mittelatlantischen Rücken, den Mohn-Rücken in der Norwegisch-Grönländischen See, den Äolischen Archipel, den Südindischen Ozean, den Ostpazifischen Rücken, den Mariner-Tiefseeschlot im südlichen Lau-Becken und den Okinawa-Trog. Marinitoga piezophila ist nicht nur thermophil, sondern auch piezophil („druckliebend“), es erreicht sein maximales Wachstum bei einem Druck von 40 Megapascal. Der Typstamm wurde in der Nähe eines aktiven hydrothermalen Quelle an einem Standort namens „Grandbonum“ auf dem ostpazifischen Rücken in einer Tiefe von 2630 Meter isoliert. Hier herrschten 26 Megapascal.^[1] Die Zellteilungen von M. piezophila verliefen unter normalen atmosphärischem Druck sehr langsam und die Zellmorphologie war deutlich verändert.^[7] Das Genom von Marinitoga piezophila KA3, wie auch von Marinitoga camini, wurde vollständig sequenziert. Andere in der Tiefsee vorkommenden und hohen Druck tolerierende Arten, deren DNA sequenziert wurde, sind z. B. Shewanella benthica KT99, Moritella sp. PE36, Desulfovibrio piezophilus und Colwellia sp. MT41.^[8]

In den Genomen von Marinitoga piezophila und M. camini sind Siphoviridae-ähnliche Proviren enthalten. Diese Viren sind einander in Sequenz und Struktur ähnlich. Der Virus MPV1 von Marinitoga piezophila produziert Virionen, die im Zellplasma der M. piezophila-Zellen ein Plasmid bilden können. Ein Plasmid ist ein kleines, extrachromosomales DNA-Molekül, es gehört also nicht zum Bakterienchromosom selber. Plasmide können zwischen verschiedenen Bakterien ausgetauscht werden und Viren wie MPV1 könnten somit eine wichtige Rolle beim horizontalen Gentransfer (HGT, auch als lateraler Gentransfer bezeichnet) zwischen verschiedenen, auch genetisch weit entfernten Arten von Bakterien spielen. Von den Genen für MPV1 weisen mehr als 60 % die höchste Übereinstimmung mit Genen von Arten der Abteilung Bacillota (Firmicutes) und Bakteriophagen von Vertretern dieser Abteilung auf. Diese Beobachtung deutet auf eine Rolle der Viren beim lateralen Gentransfer zwischen Thermotogota und Bacillota hin.^[1]

• C. Mercier, J. Lossouarn, C. L. Nesbø, T. H. A. Haverkamp, A. C. Baudoux, M. Jebbar, N. Bienvenu, S. Thiroux, S. Dupont, C. Geslin: Two viruses, MCV1 and MCV2, which infect Marinitoga bacteria isolated from deep‐sea hydrothermal vents: functional and genomic analysis. In: Environmental Microbiology. Band 20, Nr. 2, Februar 2018, ISSN 1462-2912, S. 577–587, doi:10.1111/1462-2920.13967 (wiley.com [abgerufen am 15. Oktober 2025]).
• N Wery, F Lesongeur, P Pignet, V Derennes, M A Cambon-Bonavita, A Godfroy, G Barbier: Marinitoga camini gen. nov., sp. nov., a rod-shaped bacterium belonging to the order Thermotogales, isolated from a deep-sea hydrothermal vent. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 51, Nr. 2, 1. März 2001, ISSN 1466-5026, S. 495–504, doi:10.1099/00207713-51-2-495 (microbiologyresearch.org [abgerufen am 16. Oktober 2025]).

• LPSN
• Marinitoga in NCBI