Methanocorpusculum ist eine Gattung von Archaeen. Vertreter der Gattung kommen frei, als Teil des Darm-Mikrobioms von Wirbeltieren und als intrazelluläre Symbionten von anaeroben Protisten (Wimpertierchen) vor.
Morphologie und Metabolismus Die Zellen der Archaeen von Methanocorpusculum sind (im Vergleich zu anderen Methanobacteriati) klein. Sie sind unregelmäßig bis kokkoid, färben gramnegativ und sind nicht sehr beweglich. Sie reduzieren Kohlendioxid (CO2) unter Verwendung von molekularem Wasserstoff (H2) zu Methan (CH2), können aber auch Formiat oder sekundäre Alkohole verwenden. Acetat oder Methylamin können sie dagegen nicht verwerten. Sie wachsen am schnellsten bei Temperaturen von 30–40 °C.
Genom Die folgenden Genom-Daten stammen von Volmer et al. (2023): Stamm M. labreanumZ M. parvumXII M. bavaricumSZSXXZ „M. vombati“CW153 „M. petauri“MG Genomgröße (Mbp) 1,8 1,71 1,7 1,94 2,03 GC-Gehalt (%) 50 51,4 51,4 53,3 52 Fundort/Ursprung USA:Teergruben-Seesediment Deutschland:AnaeroberSauermolkenfermenter Deutschland:Schlammablagerungenaus Abwasserteichen Australien:Vombatus ursinus(Nacktnasenwombat) Australien:Petaurus gracilis(Mahagoni-Gleithörnchenbeutler) Alle diese Stämme besitzen 18 tRNAs.
Fundorte und Vorkommen Die ersten Vertreter von Methanocorpusculum wurden aus dem Abwasser von Biogasanlagen und dem Belebtschlamm anaerober Faulbehälter isoliert. Frei lebende Vertreter kommen in der Natur in Süßwasser-Umgebungen vor. Im Gegensatz zu den meisten anderen methanogenen Archaeen benötigen sie keine hohen Temperaturen oder extremen Salzkonzentrationen, um zu leben und zu wachsen. Daneben kommen Vertreter als Endosymbionten im Darm-Mikrobiom von Wirbeltieren oder intrazellulär in Protisten wie Wimpertierchen vor.
Symbiosen Methanocorpusculum-Vertreter im Darm-Mikrobiom Volmer et al. 2023 schlossen auf Grundlage phylogenetische Analysen, dass der Vorfahr der Gattung Methanocorpusculum bereits mit Wirten assoziiert war und dass dieses Merkmal in der Diversifizierung der Gattung teilweise wieder verloren gegangen ist. Diese „Umweltklade“ () umfasst derzeit sechs Arten, darunter M. labreanum und M. parvum. Sie teilt die (weiterhin) wirtsassoziierten Arten effektiv in zwei weitere Teilkladen auf – „Wirtsklade 1“ () mit mindestens vier Arten, die bei Vögeln, Beuteltieren und einer Art von Altweltaffen vorkommen; sowie „Wirtsklade 2“ mit mindestens fünf Arten, die bei Dickhäutern und Wiederkäuern vorkommen. Diese beiden unterschiedlichen Kladen entsprechen offenbar den dominanten wirtsassoziierten Methanocorpusculum-Kladen, die bereits von Thomas et al. 2022 mittels 16S-rRNA-Sequenzierung identifiziert wurden.
Diese phylogenetische Trennung kommt auch in funktionellen Unterschieden zwischen diesen Kladen, wie sich sie aufgrund von Sequenzanalysen vorhersagen lassen. Insbesondere betrifft das Stoffwechselwege zur Aminosäure-, Kohlenhydrat-, Lipid- und Energieverwertung, sowie Membrantransport, Signalübertragung und zelluläre Prozesse und die Verarbeitung genetischer Informationen.
Methanocorpusculum-Mitglieder als Wimpertierchen-Endosymbionten Obwohl die Wimpertierchen mehrheitlich eine aerobe Lebensweise aufweisen, umfassen die meisten ihrer Hauptlinien (Klassen) auch frei lebende oder endobiotische Gruppen, die sekundär zu einer anaeroben Lebensweise übergegangen sind. Diese Übergänge sind gekennzeichnet durch eine Umwandlung ihrer (Sauerstoff atmenden) Mitochondrien in sog. mitochondrienähnliche Organellen (, MROs) und dem Erwerb von prokaryotischen Symbionten (Bakterien oder Archaeen), die ihren fermentativen Stoffwechsel erleichtern. Es wird allgemein angenommen, dass es sich hierbei um syntrophische Partnerschaften handelt, in der die symbiotischen Prokaryoten (in der Regel methanogene Archaeen oder Sulfat-reduzierende Bakterien), die Endprodukte der Fermentation der Wirts-MROs, hauptsächlich Wasserstoff (H2), während der Methanogenese oder Sulfatreduktion nutzen. Diese Syntrophie führt zu einer höheren Energieeffizienz für den Wirt und zur Produktion von Methan respektive Schwefelwasserstoff.
Bereits in den Jahren 1992/1993 hatten T. Martin Embley, Bland J. Finlay et al. erste Hinweise auf Endosymbiosen mit Archaeen der Gattung Methanocorpusculum bei Wimpertierchen der Gattungen Metopus (Familie Metopidaeg, Ordnung Metopida, Klasse Armophorea) und Trimyema (Familie Trimyemidae, Ordnung Vestibuliferida, Klasse Trichostomatia) gefunden.
Daniel Méndez-Sánchez et al. untersuchten in ihrer 2024 erschienenen Arbeit insgesamt 53 anaerobe Wimpertierchenstämme aus langfristig stabilen polyxenischen Kulturen,polyxenische Kulturen sind Mischkulturen, im Gegensatz zu axenischen oder Reinkulturen davon 42 aus Süßwassersedimenten, 11 aus Brack- und Meerwassersedimenten und eine Bodenprobe aus verschiedenen Teilen der Erde. In diesen fanden sich eine Reihe frei lebender anaerober Wimpertierchen-Spezies, hauptsächlich aus der Ordnung Metopida (aber auch die Verwandte Armophorida aus der Klasse Armophorea). Die methanbildenden Archaeen gehörten zu den drei Gattungen Methanocorpusculum, Methanobacterium und Methanoregula.
Beispiele für Methanocorpusculum -Endosymbionten von Wimpertierchen:
Klasse Armophorea, Familie Metopidae: Methanocorpusculum endosymbiont of marine Metopidae sp. Metopus contortus archaeal symbiont Metopus palaeformis endosymbiont
Klasse Trichostomatia, Gattung Trimyema: Methanocorpusculum endosymbiont of Trimyema finlayi – Wirt: Trimyema finlayi Trimyema sp. archaeal symbiont [Trimyema compressa symbiont] – Wirt: Trimyema compressum Ähnlich wie bei den Amöben-Wirten der Gattung Methanoregula hat man auch bei der Wirtsgattung Trimyema compressum zusätzlich bakterielle Endosymbionten gefunden: Endosymbiont 'TC1' of Trimyema compressum (nicht näher klassifiziertes Mitglied des Phylums Bacillota)
Phylogenie Methanocorpusculum ist eine Gattung von Archaeen innerhalb der Familie Methanocorpusculaceae innerhalb der Ordnung Methanomicrobiales. Die maßgebliche List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) und die Taxonomie des National Center for Biotechnology Information (NCBI) klassifizieren mit Stand 31. Dezember 2025 die Ordnung in eine eigene Klasse Methanomicrobia des Phylums Methanobacteriota im Reichs Methanobacteriati; die (GTDB) sieht die Ordnung in einer eigenen Klasse Methanomicrobia innerhalb des Phylums Halobacteriota (die Rangstufe Reich ist dort noch nicht implementiert). 16S-rRNA-basiert: LTP_06_2022 Basierend auf 53 Markerproteinen: GTDB 10-RS226
Artenliste Die derzeit akzeptierte Taxonomie basiert auf der (LPSN) und dem (NCBI), ergänzt um Einträge aus der (GTDB). Aufgrund der obigen Phylogenie wird die Gattung „Methanorbis“ hier mit einbezogen. Stand: 31. Dezember 2025 (auszugsweise):
Gattung Methanocorpusculum et al. 1988(L,N) bzw. et al. 1988 emend. et al. 1989(N)
Spezies Methanocorpusculum aggregans (Ollivier et al. 1985) et al. 1989(L) (Typusart(L)) Stamm DSM 3027, MSt, OGC 21(L) (M. aggregans(L)) Stamm ATCC 43721, DSM 3823, OCM 63,(L,N) XII(L,N,G) (M. parvum(L)) Stämme DSM 4179; AS07pgkLD_39; OH_PDB_71; …(G) (M. parvum(G)) Stamm GPch4(N,G) (M. parvum(G))
Spezies Methanocorpusculum bavaricum et al. 1989(L,N) – in der GTDB Synonym von M. parvum(V) Stamm ATCC BAA-929;(L) DSM 4179; OCM 127; SZSXXZ(L,N)
Spezies Methanocorpusculum basalitermitum(G) Stamm Rs511_bin27(L,N,G) alias Rs511_bin27TS(L)
Spezies „Candidatus Methanocorpusculum equi“ et al. 2022(L,N,G) Stamm E2_MB2_79(L,N,G) Stämme HAC012.4, HAC012.1, …(G)
Spezies „Candidatus Methanocorpusculum faecipullorum“ et al. 2021(L,N,G) Stamm E1-3281(L,N,G) Stamm ERR2193842_concoct_20(N) Stamm ERR2193641_binner12_Refined_3(N) Stamm ERR2193967_concoct_1(N) Stämme HAC023.7, HAC023.34, …(G)
Spezies Methanocorpusculum furvi(G) Stamm Ag1(L,G,N) alias DSM:115764(L,N) Stamm Sp1(G)
Spezies Methanocorpusculum labreanum et al. 1989(L,N,G) Stamm ATCC 43576, DSM 4855, OCM 1, OGC 1,(L,N) Z(L,N,G)
Spezies Methanocorpusculum parvum_A(G) Stamm SIG11(G)
Spezies „Methanocorpusculum petauri“ et al. 2023(N,G)(V) Stamm MG(N,G) Stämme HAC019.1; HAC019.4; …(G)
Spezies Methanocorpusculum rubei(G) Stamm Cs1(L,G,N) alias DSM:115765(L,N)
Spezies Methanocorpusculum sinense et al. 1989(L,N) Stamm ATCC BAA-933,(L) DSM 4274, OCM 128, China Z(L,N)
Spezies „Methanocorpusculum vombati“ et al. 2023(N,G)(V) Stamm CW153(N,G) Stämme HAC022.6; HAC022.3; …(G)
Spezies Methanocorpusculum sp002498375(G) Stamm UBA424(N,G) Stamm UBA592(N,G) Stamm UBA362(N,G) Stamm SRR1561990_bin.40_CONCOCT_v1.1_MAG(G)
Spezies Methanocorpusculum sp002506085 Stamm UBA425(N,G) Stamm STF1_217(G) Stamm STD2_169(G) Stamm STCSWMC_183(G) Stamm SRR1562009_bin.121_CONCOCT_v1.1_MAG(G)
Spezies Methanocorpusculum sp003315675(G) Stamm MCE(N,G)
Spezies Methanocorpusculum sp017387505(G) Stamm RGIG409(N,G) Stamm HAC017.15; HAC017.3; …(G)
Spezies Methanocorpusculum sp017399555(G) Stamm RGIG1678(N,G) Stamm RGIG3083(N,G) Stamm SRR6425826_bin.40_CONCOCT_v1.1_MAG(G)
Spezies Methanocorpusculum sp017408885(G) Stamm RGIG2143(N,G) Stamm RGIG6304(N,G) Stämme HAC016.7; HAC016.6; …(G)
Spezies Methanocorpusculum sp017555685(G) Stamm RGIG7729(N,G)
Spezies Methanocorpusculum sp017622255(G) Stamm RGIG8706(N,G)
Spezies Methanocorpusculum sp. MSP(N) Stamm MSP(N)
Spezies Methanocorpusculum sp. T07(N) Stamm T07(N)
Spezies Methanocorpusculum sp. T08(N) Stamm T08(N)
Spezies …(G)
Endosymionten: Spezies Methanocorpusculum endosymbiont of marine Metopidae sp.(N) Stamm GOOSE2B(N,M) – Fundort: Goose Neck Cove, Newport, RI, USA(M) Stamm FAMO1(N,M) – Fundort: Faro, Portugal(M) Stamm SALT15A(N,M) – Fundort: Salt Pond, Woods Hole, MA, USA(M) Stamm NARROWRIVER(N.M) – Fundort: Narrow River, Rhode Island, USA(M) Stamm JUD82(N,M) – Fundort: Aguntang Brook, Judith Point Pond, Narragansett, RI, USA(M) Stamm F26(N,M) – Fundort: Fresh River, Falmouth, Massachusetts, USA(M) Stamm BLAME(N,M) – Fundort: Black Point Trail, Narragansett, Rhode Island, USA(M) Stamm BI27A(N) – Fundort: Great Salt Pond, Block Island, Rhode Island, USA(M)
Spezies Metopus contortus archaeal symbiont(N) Stamm Z13957 (Zugriffsnummer)(N)
Spezies Metopus palaeformis endosymbiont(N) Stamm M86386 (Zugriffsnummer)(N)
Spezies Methanocorpusculum endosymbiont of Trimyema finlayi(N) Stämme KLAN2BC-NS; KLAN2BC-NS2; KLAN2BCmixMIX7-NS(N,M)– Fundort: Freshwater stream by a road, Klanocive, Czech Republic(M),– Wirt: Trimyema finlayi
Spezies Trimyema sp. archaeal symbiont(N) Stamm/Stämme Z16412, M96976 (Zugriffsnummern)(N)– Wirt: Trimyema comressum
L – (LPSN), Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) N – Taxonomie des (NCBI) G – (GTDB) M – Daniel Méndez-Sánchez et al. (2024) V – James G. Volmer et al. (2023) Abgesehen von den intrazellulären Endosymbionten ist der erste Stamm (bzw. das erste MAG) Typusstamm () für die jeweilige Spezies.
Namensherkunft Der Gattungsname Methanocorpusculum setzt sich zusammen aus neu, abgeleitet von , fersehen mit dem Suffix }, der in der organischen Chemie für Alkane steht und in der Form soviel wie ‚zu Methan gehörig‘ bedeutet; dazu kommt der zweite Wortbestandteil , ‚Partikel‘. Der Gattungsname bedeutet also ein mit Methan in Verbindung stehendes Partikelchen und verweist damit auf die methanogenen Eigenschaften dieser Archaeen.
Der Gattungsname Methanorbis setzt sich zusammen wieder aus neu; dazu kommt . Der Gattungsname bedeutet also eine Methan-produzierende Scheibe (in der Mitte wird ‚oo‘ zu einfach ‚o‘: kein Verbindungsvokal, da der zweite Stamm mit einem Vokal beginnt)
Das Art-Epitheton aggregans ist das e Adjektiv .
Das Art-Epitheton basalitermitum kommt vom neuen Adjektiv und , ‚Termite‘. Die Bedeutung ist soviel wie ‚von unteren (basalen) Termiten‘.