Methanoculleus

Methanoculleus bourgensis ist die Typusart der Gattung Methanoculleus, Referenz­stamm ist ATCC 43281 alias DSM 3045, MS2 oder OGC 15.^[4][5] Einige Stämme dieser Art galten früher als Referenzstämme separater Arten von Methanoculleus, diese wurden aber 2003 synonymisiert.^[8]

Der Stamm E02.3 wird parasitiert von dem lytischen Methanoculleus-Virus Blf4 (Spezies: Flagovirus limi, Familie Pungoviridae, Klasse Caudoviricetes, Morphotyp: Siphoviren). Wie die Elektronenmikroskopie zeigte, bindet Blf4 sowohl an die vegetativen Zellen von M. bourgensis E02.3 als auch an deren zelluläre Anhängsel (mutmaßliche Archaellen). Tests mit einer Reihe anderer Methanoculleus-Stämme zeigten, dass diese allesamt nicht von Blf4 lysiert werden, was auf einen engen Wirtsbereich dieses Bakteriophagen hindeutet.^[1][9]

Der Stamm MAB1 wurde als hydrogenotropher (Wasserstoff verwertender) Partner mesophiler Acetat-oxidierender Bakterien identifiziert, eine Syntrophie, die in vielen Biogasprozessen von erheblicher Bedeutung ist. Das Genom dieses Stamms hat eine Gesamtgröße von 2.859.299 bp (Basenpaaren) und beinhaltet nach Vorhersage 3.450 Protein-kodierende Gene, von denen jedoch 2016 nur 1.472 (43 %) eine bekannte Funktionen zugewiesen werden konnte. Weiter beinhaltet das Genom 44 tRNA-Gene und drei rRNA-Gene (eine 5S-, eine 16S- und einr 23S-rRNA). Die syntrophische Interaktion verläuft nahe am thermodynamischen Gleichgewicht: die syntrophische Acetatoxidation (SAO) setzt nur eine sehr geringe Menge an Energie frei, die sich beide Partner teilen müssen. Diese ist gerade noch genug, um das Wachstum der Mikroorganismen zu ermöglichen. Die zweistufige Reaktion beginnt mit der Oxidation von Acetat zu Kohlendioxid (CO₂) und Wasserstoff/Formiat durch die sog. syntrophischen Acetatoxidationsbakterien (englisch syntrophic acetate-oxidising bacteria, SAOB).^[3]

Insgesamt wurden vier methanogene Stämme aus ammoniakreichen mesophilen Biogasprozessen isoliert, die als MAB1, MAB2, MAB3 und BA1 bezeichnet werden und phylogenetisch zu M. bourgensis gehören. Unter diesen hat sich noch neben MAB1 auch BA1 als geeigneter methanogener Partner für die mesophile SAOBs

• Schnuerera ultunensis (früher als Clostridium ultunense bezeichnet; Familie Tissierellaceae, Klasse Clostridia),^[10]
• Tepidanaerobacter acetatoxydans (Familie Tepidanaerobacteraceae, ebenfalls Klasse Clostridia)^[11] und
• Syntrophaceticus schinkii (Familie Thermacetogeniaceae, Klasse Syntrophomonadia).^[12]

(alle im Phylum Bacillota) erwiesen.^[3]

Der Referenzstamm Nankai-1 von Methanoculleus submarinus ist ein anaerobes mesophiles methanogenes Archaeon, das aus Methanhydrat-haltigen Tiefsee-Sedimenten isoliert wurde (250 m unter dem Meeresboden). Es ist unbeweglich (nicht otil) und hat eine stark unregelmäßige kokkoide (rundliche) Form mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,8–2,0 μm.^[13][14] Die Zellen wachsen mit Wasserstoff oder Formiat als katabolischem Substrat, sie benötigten Acetat als Kohlenstoffquelle. Hefeextrakt und Peptone sind zwar nicht erforderlich, erhöhten aber die Wachstumsrate. Die Zellen wachsen am schnellsten bei 45 °C, außerhalb des Bereichs von 10 °C bis 55 °C ist kein Wachstum möglich. Der optimale pH-Bereich liegt zwischen 5,0 und 8,7; außerhalb des Bereichs von 4,7 bis 9,0 ist kein Wachstum möglich. Das Wachstum ist in einem breiten Salz­gehalts­bereich von 0,1 bis 1,5 ᴍ (mol/ℓ) Na⁺ (Natrium-Kationen).^[14]

Die derzeit akzeptierte Taxonomie basiert auf der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (Liste der Prokaryoten-Namen mit Nomenklaturstatus, LPSN)^[4] und der Taxonomie des US National Center for Biotechnology Information (NCBI).^[5] Stand: 24. Oktober 2025

Gattung Methanoculleus Maestrojuán et al. 1990^(L) bzw. Maestrojun et al. 1990^(N)[2]

• Spezies „Candidatus Methanoculleus ammoniitolerans“ Weng et al. 2024^(L)
  • Stamm MAG17^[15]
• Spezies Methanoculleus bourgensis corrig. (Ollivier et al. 1986) Maestrojuán et al. 1990^{(L,N)[16][2][8]} [Methanoculleus bourgense (Ollivier et al. 1986) Maestrojuán et al. 1990^(L), Methanoculleus oldenburgensis Blotevogel et al. 1998^(L), Methanoculleus olentangyi (Corder et al. 1988) Maestrojuán et al. 1990^(L),^[2] Methanogenium bourgense Ollivier et al. 1986^(N)] (Typusart^(L))
  • Stamm OGC 15^(L,N) alias ATCC 43281 alias DSM 3045 oder MS2^(L,N)[8]
  • Stamm RC/ER – Referenz für M. olentangyi^[8]
  • Stamm CB-1 alias DSM 6216 – Referenz für M. oldenburgensis^[8]
  • Stamm E02.3^[1]
  • Stämme MAB1;^[7][3] MAB2; MAB3; BA1^[3]
• Spezies Methanoculleus caldifontis Lai et al. 2024^(L,N)[17] [Methanoculleus sp. Wushi-C6^(N)]
  • Stamm BCRC AR10059 alias NBRC 114596 oder Wushi-06^(L,N)
• Spezies Methanoculleus chikugoensis Dianou et al. 2001^(L,N) [Methanoculleus sp. MG62^(N), Methaniculleus sp. MG62^(N)]
  • Stamm DSM 13459 alias JCM 10825, NBRC 101202^(L,N) oder MG62^(L,N)[8]
• Spezies Methanoculleus formosensis Lai et al. 2024^(L,N)[17] [Methanoculleus sp. Afa-1^(N)]
  • Stamm Afa-1 alias BCRC AR10054 oder NBRC 113995^(L,N)
• Spezies Methanoculleus frigidifontis Lai et al. 2024^(L,N)[17] [Methanoculleus sp. FWC-SCC1^(N)]
  • Stamm BCRC AR10056 alias FWC-SCC1, NBRC 113993^(L,N) oder SCC 1^(L)
• Spezies Methanoculleus horonobensis Shimizu et al. 2013^(L,N) [Methanoculleus sp. T10^(N)]
  • Stamm DSM 21626 alias JCM 15517 oder T10^(L,N)
• Spezies Methanoculleus hydrogenitrophicus Tian et al. 2010^(L,N)[18] [Methanoculleus sp. HC^(N)]
  • Stamm CGMCC 1.5146 alias DSM 25996, HC oder JCM 16311^(L,N)

• Spezies Methanoculleus marisnigri (Romesser et al. 1981) Maestrojuán et al. 1990^(L)[2] [Methaniculleus marisnigri^(N), Methanogenium marisnigri Romesser et al. 1981^(N)]
  • Stamm ATCC 35101 alias DSM 1498, JR1, OCM 56^(L,N) oder OCG:56^(N)
• Spezies Methanoculleus methanifontis Lai et al. 2024^(L,N)[17] [Methanoculleus sp. FWC-SCC3^(N)]
  • Stamm BCRC AR10057 alias FWC-SCC3, NBRC 113994^(L,N) oder SCC 3^(L)
• Spezies Methanoculleus nereidis Lai et al. 2024^(L,N)[17] [Methanoculleus sp. YWC-01^(N)]
  • Stamm BCRC AR10060 alias NBRC 114597 oder YWC-01^(L,N)
• Spezies Methanoculleus oceani Lai et al. 2024^(L,N)[17] [Methanoculleus sp. CWC-02^(N)]
  • Stamm BCRC AR10055 alias CWC-02 oder NBRC 113992^(L,N)
• Spezies Methanoculleus palmolei Zellner et al. 1998^(L,N) [Methanoculleus palmaeoli^(N), Methaniculleus palmaeoli^(N)]
  • Stamm DSM 4273 alias INSLUZ^(L,N)
• Spezies Methanoculleus receptaculi Cheng et al. 2008^(L,N) [Methanoculleus sp. ZC-2^(N); Methanoculleus sp. ZC-3^(N)]
  • Stamm CGMCC 1.5087 alias DSM 18860 oder ZC-2^(L,N)
  • Stamm ZC-2^(N)
• Spezies Methanoculleus sediminis Chen et al. 2015^(L,N)[19] [Methanoculleus sp. S3Fa^(N)]
  • Stamm DSM 29354 alias S3Fa^(L,N)[19] oder BCRC AR10044^(L)
• Spezies Methanoculleus submarinus Mikucki et al. 2003^(L,N)[14]
  • Stamm DSM 15122 alias Nankai-1, OCM 780 oder SMCC 780W^{(L,N)[14][13]}
• Spezies Methanoculleus taiwanensis Weng et al. 2015^(L) [Methanoculleus sp. CYW4^(N)]
  • Stamm CYW4 alias NBRC 110782^(L,N) oder BCRC AR10043^(N)
• Spezies „Candidatus Methanoculleus thermohydrogenitrophicus“ corrig. Kougias et al. 2017^(L) [„Ca. Methanoculleus thermohydrogenotrophicum“ Kougias et al. 2017^(L)]
  • Stamm DTU006^(L)
• Spezies Methanoculleus thermophilus corrig. (Rivard & Smith 1982) Maestrojuán et al. 1990^(L,N) [Methanoculleus thermophilicus (Rivard & Smith 1982) Maestrojuán et al. 1990^(L,N), Methanogenium thermophilum^(N), Methanogenium frittonii Harris et al. 1996^(N), Methanogenium thermophilicum Rivard & Smith 1982 emend. Zabel et al. 1985^(N)[2]]
  • Stamm ATCC 33837 alias CR-1, DSM 2373 oder OCM 174^(L,N)
  • Stamm FR-4 alias DSM:2832^(N) (Referenz für M. frittonii)

(L) – List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)^[4]

(N) – Taxonomie des National Center for Biotechnology Information (NCBI)^[5]

Der erstgenannte Stamm ist jeweils der Referenzstamm.

In der Genome Taxonomy Database (GTDB) ist die Gattung aufgespalten, indem die beiden Spezies M. frigidifontis und M. taiwanensis innherhalb der Familie Methanoculleaceae in eine provisorisch als Methanoculleus_A bezeichnete Gattung verschoben wurden.^[20]

Spezies incertae sedis:

• „Ca. M. ammoniitolerans“

Der Gattungsname Methanoculleus leitet sich ab von neulateinisch methanum ‚Methan‘ (von französisch méthyle) und bezieht sich auf Methan (CH₄) und lat. culleus ‚Ledersack‘ (Beutel zum Aufbewahren von Flüssigkeiten); ‚Methanoculleus‘ bedeutet also einen Methan produzierenden (mit Zytoplasma gefüllten) Beutel.^[4]

Commons: Methanoculleus – Sammlung von Bildern

• Search: Methanoculleus. MicrobeWiki, Kenyon College, Department of Biology.

• William E. Balch, George E. Fox, Linda J. Magrum, Carl R. Woese, Ralph S. Wolfe: Methanogens: reevaluation of a unique biological group. In: Microbiology and Molecularbiology Reviews. Vol. 43, Nr. 2, 1. Juni 1979, S. 260–296, doi:10.1128/MMBR.43.2.260-296.1979, PMID 390357, PMC 281474 (freier Volltext) – (englisch).