Hydrogenimonas thermophila
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| Systematik | ||||||||||||
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| Wissenschaftlicher Name der Gattung | ||||||||||||
| Hydrogenimonas | ||||||||||||
| Takai, Nealson, & Horikoshi, 2004 | ||||||||||||
| Wissenschaftlicher Name der Art | ||||||||||||
| Hydrogenimonas thermophila | ||||||||||||
| Takai, Nealson, & Horikoshi, 2004[1] |
Hydrogenimonas thermophila ist bisher die einzige Art der Gattung Hydrogenimonas und der Familie Hydrogenimonaceae der Ordnung Campylobacterales. Es handelt sich um thermophile Bakterien, die bei thermalen Schloten im indischen Ozean gefunden wurden.[2]
Entdeckung
Im Rahmen des japanischen "SUGAR-Projects" wurden systematisch Tiefseeproben entnommen und mikrobiologisch untersucht. "SUGAR-Project" steht für "Subground Animalcule Retrieval". Zu diesem Zweck wurde die Shinkai 6500 eingesetzt, ein bemanntes Unterseeboot mit einer Tauchtiefe von über 2000 m. Dabei wurden Proben im indischen Ozean im zentralindischen Rücken im "Kairei Field" in einer Tiefe von 2421 m in der Nähe eines schwarzen Rauchers, einer heißen Quelle am Meeresboden, entnommen. Mit einer speziellen Technik, von den Autoren 'in situ colonization system' genannt, wurden die Bakterien angereichert. Nach Analyse der ribosomalen RNA wurde vermutet, dass die Proben mehrere unbekannte Arten von ε-Proteo - Bakterien enthielten. Es konnte ein Bakterienstamm "EP1-55-1%T" isoliert und charakterisiert werden, den Takai und Mitarbeiter Hydrogenimonas thermophila nannten.[1]
Merkmale
Es handelt sich um sehr bewegliche Stäbchen-Bakterien mit einer polaren Geisel. Sie haben einen Durchmesser von 0,7 bis –1,0 μm und eine Länge von 1,5 bis 3,5 μm. Unter anaeroben Bedingungen in einem MMJH-Medium[3] werden die Bakterien unbeweglich und gehen in eine kugelige Ruheform über. Diese Formveränderung ist charakteristisch für Hydrogenimonas thermophila und kann zur Unterscheidung von anderen Arten herangezogen werden. Die Bakterien leben bei gemäßigter (mesophil) oder hoher (thermophil) Temperatur. Die Vermehrung findet bei Temperaturen zwischen 35 und 65 °C (Optimum 55 °C) und einen pH-Wert von 4,9 bis 7,2 (Optimum 5,9) statt. Unter guten Bedingungen teilen sich die Bakterien alle 70 Minuten.
Stoffwechsel
Zur Energiegewinnung wird Wasserstoff oxidiert. Auch elementarer Schwefel oder Thiosulfat kann als Elektronendonor dienen. Als Elektronenakzeptor kann es molekularen Sauerstoff, Nitrate oder elementaren Schwefel verwenden. Als Kohlenstoffquelle dient Kohlendioxid.[1] Nitrate und Ammonium werden als Stickstoffquelle verwendet, Nitrite und molekularer Stickstoff nicht. Wenn Nitrate als einziges Oxidationsmittel vorhanden waren, so wurde von Hydrogenimonas thermophila Nitrat verbraucht und Ammonium produziert. Hydrogenimonas thermophila wächst nicht unter normalen, heterotrophen Bedingungen. Takai und Mitarbeiter testeten Hefeextrakt, Pepton, Tryptophan, verschiedene organische Säuren und Zucker ohne Erfolg.
Zusammensetzung
Durch Extraktion und Erzeugung von Fettsäuremethylestern konnte der Anteil verschiedener Fettsäuren bestimmt werden:
- C 11 : 0 2,2 %
- C 12 : 0 3,0 %
- C 14 : 0 4,7 %
- 3-OH-C 14 : 0 2,8 %
- C 16 : 0 37,4 %
- C 16 : 1 28,8 %
- C 18 : 0 1,0 %
- C 18 : 1 20,0 %
Die Zusammensetzung ähnelt der von Sulfurimonas autotrophica.
Kultur
Die Gewinnung der Proben erfolgte mit dem speziell für diesen Zweck entwickelten in-situ colonization system. Dabei wurde ein Stahlrohr mit 5 mm großen Löchern und einem porösen Bimsstein-Substrat gefüllt drei Tage lang in einem schwarzen Raucher deponiert. Das Wasser dieser Unterseequelle hatte eine Austrittstemperatur von über 250 °C. Das Rohr wurde dann mit einem Unterseeboot geborgen und das Material mit sterilisiertem, synthetischem Seewasser unter Zusatz von Natrium-Sulfid unter einer Stickstoffatmosphäre transportiert. Die weitere Kultur erfolgte im MMJHS-Medium[2] unter einem Gas aus Wasserstoff (80 %), Kohlendioxid (19 %) und Sauerstoff (1 %) bei 55 °C. Bei mehr als 2 % Sauerstoff erfolgte kein Wachstum mehr. Die Bakterien sind also anaerob bis mikroaerob. Eine hohe Kalziumkonzentration fördert das Wachstum.
Resistenz
Hydrogenimonas thermophila ist sensibel gegenüber verschieden Antibiotika. Takai und Mitarbeiter testen Chloramphenicol, Streptomycin, Kanamycin, Ampicillin und Rifampicin.
Literatur
- George M. Garrity (Hrsg.): Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. 2. Auflage, Band 2: The Proteobacteria. Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteabacteria. Springer, New York 2005, ISBN 0-387-24145-0.
Einzelnachweise
- ↑ a b c Ken Takai, Kenneth H. Nealson, Koki Horikoshi: Hydrogenimonas thermophila gen. nov., sp. nov., a novel thermophilic, hydrogen-oxidizing chemolithoautotroph within the epsilon-Proteobacteria, isolated from a black smoker in a Central Indian Ridge hydrothermal field. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 54, Pt 1, 2004, ISSN 1466-5026, S. 25–32, doi:10.1099/ijs.0.02787-0, PMID 14742455.
- ↑ a b Ken Takai, Fumio Inagaki, Satoshi Nakagawa, Hisako Hirayama, Takuro Nunoura: Isolation and phylogenetic diversity of members of previously uncultivated epsilon-Proteobacteria in deep-sea hydrothermal fields. In: FEMS microbiology letters. Band 218, Nr. 1, 21. Januar 2003, ISSN 0378-1097, S. 167–174, doi:10.1111/j.1574-6968.2003.tb11514.x, PMID 12583914.
- ↑ K Takai, Y Fujiwara: Hydrothermal vents: biodiversity in deep-sea hydrothermal vents. In: G Bitton (Hrsg.): Encyclopedia of Environmental Microbiology. 2002, S. 1604–1617.