Minisyncoccia (zuvor „Ca. Paceibacteria“) ist eine Klasse von Bakterien im Phylum (Abteilung, ) Minisyncoccota (früher „CPR-Gruppe“).
Die Mitglieder waren lange Zeit nur durch ihre Gensequenzen bekannt (Metagenomik). Erst 2025 gaben Nakajima et al. die Kultivierung von Minisyncoccus archaeiphilus bekannt, sodass heute Minisyncoccus als Typusgattung der nach ihr neu benannten Klasse gilt.
Zur Klade der „Parcunitrobakterien“ (etwa Klasse „Ca. Parcunitrobacteria“) siehe unten.
Beschreibung Wie andere Vertreter des Phylums Minisyncoccota haben diese Bakterien ein kleines Genom und eingeschränkte Stoffwechselfunktionen. sodass sie auf die Symbiose mit anderen Mikroorganismen angewiesen sind. Einige Vertreter der Klasse Minisyncoccia konnten als Endosymbionten von mit Archaeen dokumentiert oder sogar mit diesen co-kultiviert werden. Dazu gehören beispielsweise die folgenden Mitglieder: Minisyncoccus archaeiphilus, Familie Minisyncoccaceae in der Ordnung Minisyncoccales „Ca. Yanofskyibacterium parasiticum“, Familie „Ca. Yanofskyibacteriaceae“ [f__UBA5738] (nicht Teil der Ordnung „Yanofskybacterales“ [o__2-02-FULL-40-12], sondern auch von Minisyncoccales) UBA5738 sp022530585 [Ca. Nealsonbacteria bacterium DGGOD1a], laut GTDB ebenfalls Familie „Ca. Yanofskyibacteriaceae“, nicht Familie „Nealsonbacteraceae“ [f__PWPS01(G)] Alle diese Beispiele werden in der GTDB daher in die Ordnung Minisyncoccales klassifiziert.
Im Gegensatz zur Klasse „Ca. Saccharimonadia“ [„Ca. Saccharibacteria“] handelt es sich hier also nicht um eine Symbiose mit anderen Bakterien (Mikroorganismen der eigenen Domäne, etwa als Intra-Domänen-Parasitismus), sondern um einen Inter-Domänen-Parasitismus (zwischen Organismen verschiedener Domänen).
Familie „Ca. Yanofskyibacteriaceae“ [f__UBA5738] mini|hochkant=2|„Ca. Yanofskyibacteriaceae“ [f__UBA573], Ordnung Minisyncoccales, an Methanothrix-ähnlichen Wirtszellen. Es wurden drei unabhängige Subkulturen (A-d2-d1, B-d1-d1 und C-d2-d1) verwendet, die „Ca. Yanofskybacteriaceae“ in hoher Konzentration enthielten, nachdem in (B) Hefeextrakt und in (C) Acetat als Kohlenstoffquelle zugefügt wurde. (B) 4′,6-Diamidino-2-phenylindol-dihydrochlorid-Färbung4′,6-Diamidin-2-phenylindol-dihydrochlorid. Auf: [Sigma-Aldrich] Merck. und (C) FISH aus Co-Kultur B-d1-d1 am Tag 23. (C) Pac_683-Cy3-Sonde (rot) für „Ca. Yanofskybacteriaceae“, MX825-FITC-Sonde (grün) für Methanothrix abzielt, markiert. Blaue, gelbe, orangefarbene und rote Pfeile in zeigen: nicht an Methanothrix haftende „Ca. Yanofskybacteriaceae“-Zellen, an Methanothrix* haftende Zellen ohne Fluoreszenz, an Methanothrix haftende Zellen mit schwacher Fluoreszenz, respektive an Methanothrix haftende Zellen mit deutlicher Fluoreszenz. mini|hochkant=2|Phasenkontrast-Aufnahmen dieser Co-Kulturen-
Kyohei Kuroda et al. berichteten 2022–2024 über ihre Entdeckung einiger kleiner Bakterien, die sie in die Gruppe „Ca. Patescibacteria“ (heute Phylum Minisyncoccota) einordneten und die in in Bioreaktoren zur Behandlung von Abwässern vorkommen. Diese leben als Symbionten auf Methanothrix-ähnlichen methanogener Archaeen – damals zum Superphylum DPANN klassifiziert, heute in die Ordnung Methanosarcinales des Archaeen-Reichs Methanobacteriati gestellt. Mittels mittels Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) zeigte sich, dass fast alle dieser der GTDB-Familie f__UBA5738 zugehörigen Minibakterien an Filamenten von Methanothrix hafteten (95,7 ± 2,1 %). Keine der Zellen war an andere Bakterien gebunden war, was auf eine hohe und ganz spezifische Abhängigkeit vom diesem Wirt hindeutete. FISH zeigte auch, dass es bei den (mehrzelligen) Methanothrix-Filamenten mit anhaftenden Minibakterien von f__UBA5738 deutlich mehr Zellen ohne oder mit nur geringer Aktivität ihrer Ribosomen gab; TME-Aufnahmen zeigten zudem häufig Deformationen an den Anhaftungsstellen. Metagenomik-Analysen zeigten, dass den Minibakterien die meisten für das Zellwachstum notwendigen Biosynthesewege fehlen. All dies deutet darauf hin, dass diese Symbiose zum Schaden der Archaeen ist, und es sich daher um eine Form von Parasitismus handelt. Die GTDB-Familie f__UBA5738 wurde damals der Klade „Ca. Yanofskybacteria“ zugerechnet, sodass die Autoren die in dieser Umgebug überwiegend vorkommende Spezies „Ca. Yanofskyibacterium parasiticum“ nannten und der Familie die noch freie Bezeichnung „Ca. Yanofskyibacteriaceae“ gaben. Heute wird allerdings diese Familie in der GTDB in die Ordnung Minisyncoccales gestellt, während die meisten früher als Yanofskyibacteria bezeichneten Stämme in der GTDB der Ordnung o__2-02-FULL-40-12 („Yanofskybacterales“) angehören – beide Ordnungen sind jedoch Mitglieder der gleichen Klasse Minisyncoccia.
Minisyncoccaceae Kyohei Kuroda et al. fiel in den methanogenen Bioreaktoren eine weitere dominierende Familie von „Ca. Patescibacteria“ (heute Phylum Minisyncoccota) auf, nämlich Minisyncoccaceae (ursprüngliche GTDB-Bezeichnung f__UBA5633). Vorherrschend war hier der Stamm 32_520 (NCBI-Bezeichnung Parcubacteria bacterium 32_520, GTDB-Gattung 32-520). Wie bei Methanothrix mit anhaftenden Zellen von „Ca. Yanofskyibacteriaceae“ konnte mit FISH gezeigt werden, dass auch die Archaeen von Methanospirillum (Ordnung Methanomicrobiales im Reich Methanobacteriati) mit anhaftenden Minisyncoccaceae eine deutlich geringere Zellaktivität aufweisen als andere, die frei von diesen Minibakterien sind.
Meri Nakajama et al. berichteten dann im Jahr 2025 über ihre erfolgreiche Co-Kultivierung eines Bakteriums dieser Familie zusammen mit einem Methanospirillum-Archaeon: die neue Spezies Minisyncoccus archaeiphilus mit ihrem Referenzstamm JCM 39522 alias PMX.108; Mitglied der CPR-Gruppe (von ihnen erstmals als Minisyncoccota bezeichnet), die Archaeenspezies Methanospirillum hungatei mit ihrem Referenzstamm DSM 864 alias JF-1; Familie Methanospirillaceae, Ordnung Methanomicrobiales, Klasse Methanomicrobia, Phylum (Methanobacteriota) Diese beiden Prokaryoten leben in der von den Autoren erstmals co-kultivierten domänenübergreifenden Symbiosegemeinschaft, wobei das anaerobe Bakterium ein obligater Parasit des Archaeons ist, denn es war nicht möglich, das Bakterium in Reinkultur (axenischer Kultur) zu züchten, da es strikt abhängig von seinem Wirt Methanospirillum hungatei ist.
Der Bakterienstamm Stamm PMX.108T wurde aus mesophilem methanogenem Schlamm in einem anaeroben Bioreaktor isoliert, in dem Produktionsabwasser einer Synthese von Terephthalat und Dimethylterephthalat gereinigt wurde. Das Genom von PMX.108T ist im Vergleich zu anderen CPR-Mitgliedern mit 1,54 Mbp (Megabasenpaaren) relativ groß. Einige fehlende Stoffwechsel-Gene erklären die Abhängigkeit vom Wirt, von dem die Substanzen bezogen werden müssen, die das Bakterium nicht selbst biosynthetisieren kann. Stattdessen kodiert das ultrakleine Bakterium Gene für Typ-IV-Pili, die mit der parasitären Lebensweise in Verbindung stehen. Der G+C-Gehalt der Genom-DNA beträgt 36,6 mol%. Aufgrund dieser erstmaligen (Co-)Kultivierung eines CPR-Mitglieds schlugen die Autoren für seine Familie, Ordnung, Klasse und das Phylum selbst als offizielle Bezeichnungen Minisyncoccaceae, Minisyncoccales, Minisyncoccia und Minisyncoccota (im Bakterienreich Bacillati) vor.
hochkant=2.5|zentriert|mini|Aufnahmen von Minisyncoccus archaeiphilus PMX.108ᵀ in Co-Kultur mit dem Archaeon Methanospirillum hungatei DSM 864ᵀ.<br /> (a) PCM-Aufnahme.- (b) FISH-Aufnahme (pink: Minisyncoccus archaeiphilus PMX.108ᵀ; blau: Methanospirillum hungatei). (c) vergrößerte Ansicht des in (b) markierten Bereichs. Die Pfeile zeigen (gelb durchgezogen) einzelne PMX.108ᵀ-Zelle bzw. (grün gestrichelt) verkettete PMX.108ᵀ-Zellen, jeweils angeheftet an ein DSM 864ᵀ-Archaeon.Markierung mit DAPI (blau), der ARC915-Sonde (markiert mit Fluorescein-Isothiocyanat alias FITC) für den Archaeenstamm DSM 864ᵀ (grün) und der 32-520-1066-Sonde (markiert mit Cy3) für Minisyncoccaceae (magenta).
hochkant=2.5|zentriert|mini|Mikro-Aufnahmen von Minisyncoccus archaeiphilus PMX.108ᵀ an Methanospirillum hungatei DSM 864ᵀ in Co-Kultur: (a)–(c) PCM-Aufnahmen; (d)–(f) TEM-Aufnahmen; (g)–(i) REM-Aufnahmen. Die Pfeile in den Bildern (a)–(c) & (g)–(i) zeigen (gelb, durchgezogen) einzelne Zellen von PMX.108ᵀ; (grün, gestrichelt) verkettete PMX.108ᵀ-Zellen, jeweils anhaftend an den DSM 864ᵀ-Archaeen; (blau, gepunktet) abgelöste PMX.108ᵀ-Zellen; sowie (orange, gepunktet) nicht anhaftende PMX.108ᵀ-Zellen.
Phylogenie und Taxonomie Diskussion Der taxonomische Status der Parcunitrobakterien-Klade (mit Typusart „Candidatus Parcunitrobacter nitrogeniphilus“ und ihrem Referenzstamm bzw. MAG GW2011_GWA2_38_13b) ist noch in der Diskussion (Stand 1. März 2026): in der Taxonomie des (NCBI) bilden sie eine eigene Klasse „Ca. Parcunitrobacteria“ innerhalb der „Patescibacteria-Gruppe“ (und damit des Phylums Minisyncoccota alias „Patescibacteriota“ oder CPR-Gruppe). in der (LPSN) bilden sie ein eigenes Bakterien-Phylum „Ca. Parcunitrobacterota“ (synonym zum früheren „Ca. Parcunitrobacteria“ im Rang eines Phylums) ohne Zuweisung zueinem der Bakterienreiche. in der (GTDB) bildet die Klade um den Stamm GW2011_GWA2_38_13b eine Ordnung o__GWA2-38-13b des Phylums „Patescibacteriota“ [Minisyncoccota], mit Familie f__GWA2-38-13b, Gattung GWA2-38-13b und Spezies GWA2-38-13b sp000992445, was zeigt, dass hier auf jeder Rangstufe entsprechend synonymisiert werden kann von der Art (Spezies) bis hinauf zur Ordnung „Ca. Parcunitrobacterales“ syn. o__GWA2-38-13b. Die unten angegebene Phylogenie folgt der GTDB mit den obigen Synonymisierungen, die Systematik bildet dagegen die Taxonomie des NCBI in den hohen Rangstufen („Megataxonomie“) transparent ab.
Viele weitere Teilgruppen wurden ursprünglich als Phyla vorgeschlagen. Die Unterschiede in den kleinen Genomen dieser Bakterien gelten heute jedoch als ursprünglich überbewertet, so dass für diese Kladen heute niedrigere taxonomische Rangstufen angenommen (Ordnungen oder Familien) werden. Viele Gruppen wurden aufgeteilt, sei es wegen Polyphylie oder um Kladen mit Rang zwischen Familie und Ordnung auf Teilgruppen mit Familienrang herabzubrechen (siehe unten).
Wegen dieser Verschiebungen gehört die Familie „Ca. Yanofskyibacteriaceae“ [f__UBA5738] zur Ordnung Minisyncoccales und nicht zur Ordnung „Yanofskybacterales“ [o__2-02-FULL-40-12], die abgesehen davon etliche andere als Yanofskybacteria bezeichnete Stämme als Mitglieder anderer Familien enthält (siehe unten).
Phylogenie
Systematik Die Systematik der Klasse Minisyncoccia ist mit Stand 5. März 2026 auszugsweise wie folgt:
Klasse Minisyncoccia et al. 2025(L,N,G) „Ca. Paceibacteria“ et al. 2023(N) „Ca. Elulimicrobia“ et al. 2020(N) bzw. et al. 2020(L)Klassen synonymisiert wg. „Ca. Elulimicrobiales“ „Ca. Elulimicrobiia“ corrig. et al. 2020(L)
Ordnung „Ca. Azambacterales“(G°) [o__UBA10092(G)] – früher Phylum „Ca. Azamiibacteriota“ corrig. et al. 2015 [„Ca. Azambacteria“ et al. 2015](L°,N) Familie f__UBA10092(G) Gattung 2-02-FULL-45-18(G) Spezies 2-02-FULL-45-18 sp001774075(G) [Ca. Azambacteria bacterium RIFCSPLOWO2_01_FULL_44_84(N,G)] Gattung GWA1-42-19(G) Spezies GWA1-42-19 sp000994805(G) [Ca. Azambacteria bacterium GW2011_GWA2_42_9(N,G)] Gattung JACPHB01(G) Spezies JACPHB01 sp016188835(G) [Parcubacteria group bacterium isolate NC_groundwater_403_Ag_B-0.1um_39_20(N,G)] Spezies JACPHB01 sp016186325(G) [Parcubacteria group bacterium isolate NC_groundwater_531_Ag_S-0.1um_41_15 (N,G)] Gattung UBA10092(G) Spezies UBA10092 sp003455995(G) [Ca. Azambacteria bacterium UBA12106(N,G)]
Ordnung „Ca. Giovannonibacterales“(G°) [o__UBA11713(G)] – früher Phylum „Ca. Giovannoniibacteriota“ corrig. et al. 2015(L,N) [„Ca. Giovannonibacteria“ et al. 2015](L°,N) – siehe auch Abspaltung o__JACPKW01 mit Familie f__UBA11713 in dieser Klasse Familie f__2-01-FULL-45-33(G) Gattung 2-01-FULL-45-33(G)