mini|hochkant=1.2|Mikrophotographie von Methanoculleus bourgensis Stamm MAB1 mini|hochkant=1.2|TEM-Aufnahme von Methanoculleus-Virus Blf4 (Spezies Flagovirus limi, Familie Pungoviridae). Zwei Virionen sind an ein Zellanhängsel (vermutlich ein Archaellum) des Wirts M. bourgensis E02.3 befestigt (Pfeile). Balken: 100 nm.
Methanoculleus ist eine Gattung von Archaeen innerhalb der Familie Methanomicrobiaceae im Phylum Methanobacteriota (früher „Euryarchaeota“ genannt). Die Arten der Gattung Methanoculleus leben in Brackwasser-Meeresumgebungen und kommen sehr häufig in Bioreaktoren, Mülldeponien und Abwässern vor. Im Gegensatz zu anderen Archaeen können Methanoculleus und einige Arten verwandter Gattungen Ethanol und bestimmte sekundäre Alkohole als Elektronendonatoren nutzen, um Methan zu produzieren. Dies hat Auswirkungen auf die weltweite Bilanz der Methanproduktion; und da Methan ein starkes Treibhausgas ist, auch Folgen für den globalen Klimawandel.
Methanoculleus bourgensis mini|REM-Aufnahme der Oberfläche von Dunitkörnern mit Filamenten (Limnochorda pilosa HC 45, Bacillota) und unregelmäßig-kokkoiden Zellen (M. bourgensis MAB1) mini|Genomkarte von M. bourgensis MAB1 Methanoculleus bourgensis ist die Typusart der Gattung Methanoculleus, Referenzstamm ist ATCC 43281 alias DSM 3045, MS2 oder OGC 15. Einige Stämme dieser Art galten früher als Referenzstämme separater Arten von Methanoculleus, diese wurden aber 2003 synonymisiert.
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.
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 ( , SAOB).
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),LPSN: Species Schnuerera ultunensis. Tepidanaerobacter acetatoxydans (Familie Tepidanaerobacteraceae, ebenfalls Klasse Clostridia)LPSN: Species Tepidanaerobacter acetatoxydans. und Syntrophaceticus schinkii (Familie Thermacetogeniaceae, Klasse Syntrophomonadia).LPSN: Species Syntrophaceticus schinkii. (alle im Phylum Bacillota) erwiesen.
Methanoculleus submarinus 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. 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).
Artenliste Die derzeit akzeptierte Taxonomie basiert auf der (Liste der Prokaryoten-Namen mit Nomenklaturstatus, LPSN) und der Taxonomie des (NCBI). Stand: 24. Oktober 2025
Gattung Methanoculleus et al. 1990(L) bzw. et al. 1990(N)
Spezies „Candidatus Methanoculleus ammoniitolerans“ et al. 2024(L) Stamm MAG17 Spezies Methanoculleus bourgensis corrig. ( et al. 1986) et al. 1990(L,N) (Typusart(L)) Stamm OGC 15(L,N) alias ATCC 43281 alias DSM 3045 oder MS2(L,N) Stamm RC/ER – Referenz für M. olentangyi Stamm CB-1 alias DSM 6216 – Referenz für M. oldenburgensis Stamm E02.3 Stämme MAB1; MAB2; MAB3; BA1 Spezies Methanoculleus caldifontis et al. 2024(L,N) [Methanoculleus sp. Wushi-C6(N)] Stamm BCRC AR10059 alias NBRC 114596 oder Wushi-06(L,N) Spezies Methanoculleus chikugoensis et al. 2001(L,N) Stamm DSM 13459 alias JCM 10825, NBRC 101202(L,N) oder MG62(L,N) Spezies Methanoculleus formosensis et al. 2024(L,N) [Methanoculleus sp. Afa-1(N)] Stamm Afa-1 alias BCRC AR10054 oder NBRC 113995(L,N) Spezies Methanoculleus frigidifontis et al. 2024(L,N) [Methanoculleus sp. FWC-SCC1(N)] Stamm BCRC AR10056 alias FWC-SCC1, NBRC 113993(L,N) oder SCC 1(L) Spezies Methanoculleus horonobensis et al. 2013(L,N) [Methanoculleus sp. T10(N)] Stamm DSM 21626 alias JCM 15517 oder T10(L,N) Spezies Methanoculleus hydrogenitrophicus et al. 2010(L,N) [Methanoculleus sp. HC(N)] Stamm CGMCC 1.5146 alias DSM 25996, HC oder JCM 16311(L,N) mini|Molekülstruktur des Proteins Acetoacetat-Decarboxylase von M. marisnigri. Spezies Methanoculleus marisnigri ( et al. 1981) et al. 1990(L) Stamm ATCC 35101 alias DSM 1498, JR1, OCM 56(L,N) oder OCG:56(N) Spezies Methanoculleus methanifontis et al. 2024(L,N) [Methanoculleus sp. FWC-SCC3(N)] Stamm BCRC AR10057 alias FWC-SCC3, NBRC 113994(L,N) oder SCC 3(L) Spezies Methanoculleus nereidis et al. 2024(L,N) [Methanoculleus sp. YWC-01(N)] Stamm BCRC AR10060 alias NBRC 114597 oder YWC-01(L,N) Spezies Methanoculleus oceani et al. 2024(L,N) [Methanoculleus sp. CWC-02(N)] Stamm BCRC AR10055 alias CWC-02 oder NBRC 113992(L,N) Spezies Methanoculleus palmolei et al. 1998(L,N) Stamm DSM 4273 alias INSLUZ(L,N) Spezies Methanoculleus receptaculi et al. 2008(L,N) Stamm CGMCC 1.5087 alias DSM 18860 oder ZC-2(L,N) Stamm ZC-2(N) Spezies Methanoculleus sediminis et al. 2015(L,N) [Methanoculleus sp. S3Fa(N)] Stamm DSM 29354 alias S3Fa(L,N) oder BCRC AR10044(L) Spezies Methanoculleus submarinus et al. 2003(L,N) Stamm DSM 15122 alias Nankai-1, OCM 780 oder SMCC 780W(L,N) Spezies Methanoculleus taiwanensis et al. 2015(L) [Methanoculleus sp. CYW4(N)] Stamm CYW4 alias NBRC 110782(L,N) oder BCRC AR10043(N) Spezies „Candidatus Methanoculleus thermohydrogenitrophicus“ corrig. et al. 2017(L) Stamm DTU006(L) Spezies Methanoculleus thermophilus corrig. et al. 1990(L,N) 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) – (LPSN) (N) – Taxonomie des (NCBI) Der erstgenannte Stamm ist jeweils der Referenzstamm.
In der (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.
Phylogenie 16S-rRNA-basiert: LTP_06_2022 Basierend auf 53 Markerproteinen GTDB 09-RS220 Spezies incertae sedis: „Ca. M. ammoniitolerans“ mini|links|hochkant=4|Phylogenetischer Baum nach der Maximum-Likelihood-Methode, Manzoor et al. (2016).
Etymologie Der Gattungsname Methanoculleus leitet sich ab von neu (von ) und bezieht sich auf Methan (CH4) und lat. (Beutel zum Aufbewahren von Flüssigkeiten); ‚Methanoculleus‘ bedeutet also einen Methan produzierenden (mit Zytoplasma gefüllten) Beutel.
Weblinks
Search: Methanoculleus. MicrobeWiki, Kenyon College, Department of Biology.
Weiterführende Literatur
Einzelnachweise LPSN: Genus Methanoculleus Maestrojuán et al. 1990. BacDive: Methanoculleus submarinus Nankai-1. DSM 15122, OCM 780, SMCC 780W. NCBI Taxonomy Browser: Methanoculleus. Details. Methanoculleus Maestrojun et al. 1990. Rank: genus. Graphisch: Methanoculleus, auf: Lifemap.
GTDB: https://gtdb.ecogenomic.org/tree?r=g__Methanoculleus, Methanoculleus_A. Genome Taxonomy Database (GTDB) Release 09-RS220:
The All-Species Living Tree Project (LTP_06_2022):
ICTV: Taxon name: Flagovirus limi. VMR_MSL40.v2.20251013.xlsx.
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