Acidianus

mini|hochkant=1.15|Zellen von „Ca. A. copahuensis“, (a-d) TEM- und (e,f) REM-Mikroaufnahmen, jeweils mit verschiedenen Nährmedien.

Acidianus ist eine Gattung fakultativ aerober thermoacidophiler (wärme- und säureliebender) Archaeen in der Familie Sulfolobaceae der Klasse (Biologie) Thermoprotei („Crenarchaeen“).

Beschreibung Die Archaeen der Gattung Acidianus werden aus heißen Quellen und (an Land) Fumarolen isoliert. Auch wenn Stoffwechsel und Wachstumsbedingungen je nach Art leicht variieren, ist ihnen ihre eher unregelmäßig geformte Kokkengestalt gemeinsam, und dass sie starke Säure und relativ hohe Temperaturen bevorzugen. Ein weiteres gemeinsames Merkmal ist, dass sie durch Schwefeloxidation unter aeroben Bedingungen wachsen können. Sie ähneln stark den Schwesterarten Sulfolobus und Saccharolobus (mit S. solfataricus) aus der gemeinsamen Familie Sulfolobaceae. Während Sulfolobus ausschließlich aerob wachsen kann, kann Acidianus auch anaerob wachsen, indem diese Archaeen Wasserstoff mit Schwefel reduzieren – eine Ausnahme ist A. sulfidivorans, das Schwefelwasserstoff mit Eisen(III) reduziert). Zudem sind die meisten Acidianus-Arten nicht beweglich.

Grundsätzlich sind die Acidianus-Arten obligat chemolithoautotroph und oxidieren Schwefel, Sulfide und Eisen(II) unter aeroben Bedingungen oder reduzieren Wasserstoff mit Schwefel. In beiden Fällen ist Kohlendioxid die einzige Kohlenstoffquelle. Auch hier gibt es ein Ausnahme: A. brierleyi ist ein fakultativ autotropher Organismus, der unter aeroben Bedingungen auch abhängig wachsen kann, indem er Peptide sowohl als Energie- als auch als Kohlenstoffquelle nutzt.

Der pH-Bereich für das Wachstum der Acidianus-Arten liegt im Allgemeinen zwischen 1 und 3, wobei A. sulfidivorans bei dem niedrigsten pH-Wert von 0,35 wächst – dem niedrigsten aller Crenarchaeen (Thermoproteati). Die Wachstumstemperatur von A. brierleyi ist mit 45–75 °C relativ niedrig, während A. infernus bei 85–96 °C wächst, was für diese Ordnung Sulfolobales recht hoch ist.

Wie von anderen Organismen bekannt gibt es Unterschiede in Eigenschaften zwischen aeroben kultivierten und anaeroben kultivierten Linien, beispielsweise hinsichtlich der Zellfarbe und der Haltbarkeitsdauer.

Systematik Die derzeit akzeptierte Taxonomie basiert auf der (LPSN) und dem (NCBI).

Gattung Acidianus et al. 1986(L,N)

Spezies Acidianus ambivalens et al. 1996(L,N) Stamm DSM 3772(L,N,G) alias LEI 10(G), Lei 10, CIP 104912, JCM 9191 oder D85506(L,N)In der GTDB werden die Stämme LEI 10 (Referenz) und DSM 3772 unterschieden, nicht aber in der LPSN und NCBI-Taxonomie. – Fundort: Solfatarische Schlamm an der Spalte Leirhnúkur,Leirhnúkur. GeoNames. Island(B)

Spezies Acidianus brierleyi et al. 1980) et al. 1986(N) Stamm DSM 1651(L,N,G) alias IFO 15269, JCM 8954, NBRC 15269 oder D26489(L,N) – Fundort: Abfluss einer heißen Quelle, Yellowstone-Nationalpark, Wyoming, USA(B)

Spezies „Acidianus convivator“(N) Stamm AA9 alias AA9T (meint AA9ᵀ)(N) – Fundort: Heiße Quelle in Pozzuoli, Italien(N)

Spezies „Ca. Acidianus copahuensis“ et al. 2013(L,N) Stamm ALE1(L,N,G) – Fundort: Vulkan Copahue, Neuquén, Argentinien(N) Stamm DSM 29099(B,G) alias RZ1(B) – Fundort: Caviahue-Copahue, Neuquén, Argentinien(B)

Spezies „Acidianus hospitalis“ et al. 2003(L,N) Stamm SCGC AC-742_N10(G) – Fundort: Heiße Quelle NL01 im Yellowstone-Nationalpark, USA(G) Stamm RBS.bin.2(G) Stamm W1(N,G)

Spezies Acidianus infernus et al. 1986(L,N) (Typusart) Stamm DSM 3191(L,N,G) alias IFO 15270, JCM 8955, NBRC 15270 oder So4a(L,N) – Fundort: Solfatara, Phlegräische Felder, Pozzuoli, Italien Stamm CF.Pisc.bin.9(G,N) – Fundort: Pisciarelli, Phlegräische Felder (Campi Flegrei, CF), Italien(N) Stamm CF.Solf.bin.14(N) – Fundort: Pisciarelli, Phlegräische Felder (Campi Flegrei, CF), Italien(N) Stamm Re.bin.131(G,N) – Fundort: Geothermalquelle Jotun nahe Roosflya,Roosflya. GeoNames. Spitzbergen(N)

Spezies „Acidianus manzaensis“ et al. 2006(L,N) Stamm ATCC BAA-1057 alias NA-1 oder NBRC 100595(L,N) Stamm YN-25 (G) – Fundort: vulkanische heiße Quelle, Tengchong, Yunnan, China(G)

Spezies „Acidianus pozzuoliensis“ et al. 2005(N) Stamm AJ884675(N) – Fundort: Heiße Quelle in Pozzuoli, Italien(N)

Spezies Acidianus sulfidivorans et al. 2007(L,N) Stamm JP7(L,N,G) alias DSM 18786 oder JCM 13667(L,N) — Fundort: Solfatar auf Niolam (Lihir Island), Papua-Neuguinea(L)

Spezies „Acidianus tengchongensis“ et al. 2004(L) Stamm S5(L,N) ?alias SUSF(?) – Fundort: Tengchong, Yunnan, China(N)

Spezies Acidianus sp021655615(G) (N)] Stamm HS-5(N,G) – Fundort: Unzen, Präfektur Nagasaki, Japan(N,G)

Spezies „Acidianus uzoniensis“ et al. 2008 ? Stamm Sample 2 – Fundort: heiße Quelle am Hang eines schwefelhaltigen Hügels, westlicher Rand des östlichen Thermalfelds der Uson Caldera, Kamtschatka

Spezies Acidianus sp. Acii18(N) Stamm Acii18(N) – Fundort: Pozzuoli, Italien(N) Spezies Acidianus sp. Acii19(N) Stamm Acii19(N) – Fundort: Pozzuoli, Italien(N) Spezies Acidianus sp. Acii25(N) Stamm Acii25(N) – Fundort: Pozzuoli, Italien(N) Spezies Acidianus sp. Acii26(N) Stamm Acii26(N) – Fundort: Pozzuoli, Italien(N) Spezies Acidianus sp. AD1(N) Stamm AD1 – Fundort: Pozzuoli, Italien(N) Spezies Acidianus sp. A1-3(N) Stamm A1-3(N) – Fundort: Solfatara, Pozzuoli, Italien …

(G) – (GTDB) (L) – (LPSN) (B) – (DSMZ) (N) – Taxonomie des (NCBI) Anm.: Der erstgenannte „Stamm“ (bzw. DNA-Sequenz, MAG) ist die Referenz.

Phylogenie

16S-rRNA-basiert: LTP_06_2022 Basierend auf 53 Markerproteinen: GTDB 08-RS214

Viren Die Archaeen der Gattung Acidianus werden von einer Reihe verschiedengestaltiger Viren parasitiert. Im Detail:

filamentöse und stäbchenförmige Viren (Ordnung Ligamenvirales) Rudiviridae Acidianus rod-shaped virus 1 (ARV-1, Spezies Itarudivirus pozzuoliense syn. Itarudivirus ARV1) Acidianus rod-shaped virus 2 (ARV-2, Spezies Hoswirudivirus pozzuoliense syn. Hoswirudivirus ARV2) Acidianus rod-shaped virus 3 (ARV-3, Spezies Hoswirudivirus acidiani syn. Hoswirudivirus ARV3)

Ungulaviridae Acidianus filamentous virus 1 (AFV-1, Spezies Captovirus yellowstonense syn. Captovirus AFV1)

Lipothrixviridae Acidianus filamentous virus 2 (AFV-2, Spezies Deltalipothrixvirus pozzuoliense)

Acidianus filamentous virus 3 (AFV-3, Spezies Betalipothrixvirus acidiani)

zitronen-, spindel- und flaschenförmige Viren Ampullaviridae Acidianus bottle-shaped virus (ABV, Spezies Bottigliavirus pozzuoliense syn. Bottigliavirus ABV)

Bicaudaviridae Acidianus two-tailed virus (ATV, Spezies Bicaudavirus pozzuoliense ) Acidianus two-tailed virus Fuselloviridae Acidianus spindle-shaped virus 1 (ASV-1, Spezies Betafusellovirus yellowstonense)

Anmerkungen

Weiterführende Literatur Wissenschaftliche Journale

Jeemin H. Rhim, Alice Zhou, Maximiliano J. Amenabar, Grayson M. Boyer, Felix J. Elling, Yuki Weber, Ann Pearson, Eric S. Boyd, William D. Leavitt: Mode of carbon and energy metabolism shifts lipid composition in the thermoacidophile Acidianus. In. Environmental Microbiology, Band 90, 18. Januar 2024, S. e01369-23.; ().

Wissenschaftliche Bücher

Weblinks George Rice: Thermal Virus Hosts in Yellowstone. Auf: Microbial Life (serc.carleton.edu). Mit Acidianus (Foto).

Einzelnachweise LPSN: Genzs Acidianus Segerer et al. 1986. Acidianus at BacDive - the Bacterial Diversity Metadatabase. NCBI Taxonomy Browser: Acidianus, Details: Acidianus Segerer et al. 1986 emend. Plumb et al. 2007. Rank: genus. Graphisch: Acidianus. Auf: Lifemap. HTDB: Acidianus. Genome Taxonomy Database (GTDB) Release 08-RS214

‘The All-Species Living Tree’ Project, Release 06_2022

Acidianus tengchongensis Synonyms: Sulfosphaerellus thermoacidophilum, Acidianus tengchongenses, Acidianus sp. S5.

Ariane Bize, Xu Peng, Maria Prokofeva, Kirsty Maclellan, Soizick Lucas, Patrick Forterre, Roger A. Garrett, Elizaveta A. Bonch-Osmolovskaya, David Prangishvili: Viruses in acidic geothermal environments of the Kamchatka Peninsula. In: Research in Microbiology, Band 159, Nr. 5, Juni 2008, S. 358-366; doi:10.1016/j.resmic.2008.04.009, PMID 18565736, Epub 8. Mai 2008 (). Z. He, Y. Li, P. Zhou: Study on reclassification of extremely thermoacidophilic archaea strain S5. In: (Microbiology Book), Band 41, 2001, S. 259-264 (). Z. G. He, H. Zhong, Y. Li: ​Acidianus tengchongensis sp. nov., a new species of acidothermophilic archaeon isolated from an acidothermal spring. In. Current Microbiology, Band 48, 2004, S. 159-163 (). Jason J. Plumb, Christina M. Haddad, John A. E. Gibson, Peter D. Franzmann: ​Acidianus sulfidivorans sp. nov., an extremely acidophilic, thermophilic archaeon isolated from a solfatara on Lihir Island, Papua New Guinea, and emendation of the genus description. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, Band 57, Nr. 7, 1. Juli 2007, S. 1418–1423; (). Andreas Segerer, Annemarie Neuner, Jakob K. Kristjansson, Karl O. Stetter: ​Acidianus infernus gen. nov., sp. nov., and Acidianus brierleyi comb. nov.: facultatively aerobic, extremely acidophilic thermophilic sulfur-metabolizing archaebacteria. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, Band 36, Nr. 4, 1. Oktober 1986, S. 559–564; (). Marjan J. Smeulders, Thomas R. M. Barends, Arjan Pol, Anna Scherer, Marcel H. Zandvoort, Anikó Udvarhelyi, Ahmad F. Khadem, Andreas Menzel, John Hermans, Robert L. Shoeman, Hans J. C. T. Wessels, Lambert P. van den Heuvel, Lina Russ, Ilme Schlichting, Mike S. M. Jetten, Huub J. M. Op den Camp: Evolution of a new enzyme for carbon disulphide conversion by an acidothermophilic archaeon. In: Nature, Band 478, Nr. 7369, 19. Oktober 2011, S. 412-416; doi:10.1038/nature10464, PMID 22012399 (). Gisle Vestergaard, Monika Häring, Xu Peng, Reinhard Rachel, Roger A. Garrett, David Prangishvili: A novel rudivirus, ARV1, of the hyperthermophilic archaeal genus Acidianus. In: Virology, Band 336, Ne. 1, 25. Mai 2005, S. 83-92; doi:10.1016/j.virol.2005.02.025, PMID 15866073 () H. Zhong, X. Chen, Y. Li, W. Cai: A new genus of thermo- and acidophilic bacteria – Sulfosphaerellus​ (). In: Acta Microbiologica Sinica, Band 22, 1982, S. 1-7 (). Wolfram Zillig, Karl O. Stetter, Simon Wunderl, Wolfgang Schulz, Harro Priess, Ingrid Scholz: The Sulfolobus-“Caldariella” group: Taxonomy on the basis of the structure of DNA-dependent RNA polymerases. In: Archives of Microbiology, Band 125, April 1980, S. 259–269; (). Wolfram Zillig, Siobhan Yeats, Ingelore Holz, August Böck, Michael Rettenberger, Felix Gropp, Gabriela Simon: ​ Desulfurolobus ambivalens, gen. nov., sp. nov., an autotrophic archaebacterium facultatively oxidizing or reducing sulfur. In: Systematic and Applied Microbiology, Band 8, Nr. 3, Oktober 1986, S. 197–203; ().

Kategorie:TACK