Candidatus Microgenomatia ist eine Klasse von Bakterien im Phylum (Abteilung) Minisyncoccota (früher Ca. Patescibacteriota oder CPR-Gruppe genannt).
Beschreibung „Ca. Microgenomatus auricola“ Die heutige Klasse „Ca. Microgenomatia“ wurde ursprünglich als Phylum „Microgenomates“ oder bezeichnet. Im Jahr 2013 schlugen Christian Rinke et al. für den zur „Microgenomates“-Subklade OP11-4b zugehörigen Süßwasser-Stamm (MAG) SCGC AAA011-E14 als Referenzstamm einer neuen Kandidaten-Spezies die Bezeichnung „Ca. Microgenomatus auricola“ vor und zudem diese Spezies als Typusart für die gesamte OP11-Gruppe.
„Ca. Chazhemtonibacterium aquaticus“ mini|hochkant=1.66|Überblick über den Stoffwechsel von „Ca. Chazhemtonibacterium aquaticus“, Stamm Ch65 Im Jahr 2020 berichteten Vitaly V. Kadnikov et al. über den von ihnen per Metagenomik sequenzierten Microgenomatia-Stamm Ch65 (MAG). Nach Vorschlag dieser Autoren dient Ch65 als Referenz für die neue Kandidaten-Spezies „Ca. Chazhemtobacterium aquaticus“ [LPSN: „Ca. Chazhemtonibacterium aquaticus“], Typusart der ebenfalls neuen Familie „Ca. Chazhemtonibacteriaceae“, mit Schwesterfamilie der GTDB-Familie f__UBA12108 [„Ca. Collierbacteraceae“]; beide in der GTDB-Ordnung o__UBA1400.
Die Ch65-Bakterien konnten zwar nicht kultiviert werden, sie leben aber ebenfalls aquatisch, da ihre DNA aus einem unterirdischen thermischen Grundwasserleiter (~ 20 °C,Die Wassertemperatur war niedriger als für einen typischen Temperaturgradienten von etwa 20 °C/km erwartet, aber das Wasser könnte sich beim Durchfließen durch das Bohrloch abgekühlt haben. pH 7.43–7.60) im 2,8 km tiefen Ölförderbohrloch 5P bei der Ortschaft ChazhemtoChazhemto. Auf: Mapcarta (). in der Region Tomsk (Westsibirien) isoliert wurde.
Das Ch65-Genom ist 801.504 bp lang, hat 838 Protein-kodierende Gene und hat einen G+C-Gehalt von 44,80 %. Es weist eine höchst ungewöhnliche Nukleotidzusammensetzung auf, wobei ein Strang über seine gesamte Länge hinweg einen hohen Gehalt an Cytosin verglichen mit Guanin hat. Dies deutet darauf hin, dass der größte Teil des Ch65-Chromosoms in einer Richtung repliziert wird. Eine solche Asymmetrie in der Nukleotidzusammensetzung wurde allerdings auch bei den GTDB-Familien f__UBA12108 [„Ca. Collierbacteraceae“] und f__CG1-02-47-37 [„Ca. Beckwithbacteraceae“] (beide ebenfalls in der GTDB-Ordnung o__UBA1400 [„Ca. Chazhemtobacteriales“]) festgestellt.
Eine Genomanalyse ergab, dass das Ch65-Bakterium vermutlich stäbchenförmig und beweglich (motil) ist. Es hat eine anaerobe Lebensweise, d. h. es ist obligat organotroph mit einem fermentativen Stoffwechsel ist, wobei es Acetat und Laktat produzieren kann. Es verfügt aber weder über Atmungsfähigkeit noch über vollständige Stoffwechselwege für die Biosynthese von Fettsäuren/Lipiden, Aminosäuren und Nukleotiden. Der Embden-Meyerhof-Glykolyseweg und der nicht-oxidative Pentosephosphatweg sind weitgehend vollständig, allerdings wurden keine Gene für Glukokinase (GCK), 6-Phosphofructokinase (PFK1) und Transaldolase (TAL) gefunden. Dem Ch65-Bakterium fehlen sekretierte Glykosidhydrolasen und konventionelle Transporter für den Import von Zuckern und Aminosäuren.
Die aus der DNA-Sequenz vorhergesagten Stoffwechseleigenschaften weisen darauf hin, dass Ch65 entweder von Debris („mikrobiellem Aas“) lebt und Ressourcen aus der lysierten mikrobiellen Biomasse bezieht oder in symbiotischen (evtl. parasitären) Beziehungen zu anderen Organismen steht, wie dies für andere Klassen der Minisyncoccota (z. B.; Minisyncoccia und Saccharimonadia) nachweislich der Fall ist.
Purin-Biosynthese Wie diese Autoren außerdem herausfanden, benutzen die Stämme SCGC AAA011-A19 und SCGC AAA011-L05 (beide aus der Subklade OP11-1) für die Biosynthese der Purine Adenin und Guanin einen Stoffwechselweg, wie er nur von Archaeen bekannt ist und vermutlich durch lateralen Gentransfer (LGT) von Vertretern des Archaeen-Reichs Methanobacteriati (früher „Euryarchaeida“ oder „Euryarchaeota“ genannt) erworben wurde. Die Purinbiosynthese ist in Bakterien und Archaeen hinsichtlich ihres vorletzten Schritts (der RibonukleatWiktionary: ribonucleate ().-Formylierung, siehe FAICAR) hochkonserviert. Alle bis damals (2013) sequenzierten Bakterien verwenden für diesen Schritt das Enzym PurH1, während die Mehrheit der Archaeen das Enzym PurP verwendet. Mitglieder der Minisyncoccota (früher: „Ca. Patescibacteriota“ oder „Patescibacteria“) verfügen jedoch nicht über das purH1-Gen, sondern stattdessen über ein purP-ähnliches Gen – das Enzym PurP wird von den Methanobacteriati für diesen Schritt benutzt. Wie die Autoren argumentieren, deutet dies auf einen alten lateralen Transfer des größten Teils des Purinbiosynthese-Operons von einem Thermococci-ähnlichen Spender auf den Vorfahren der Minisyncoccota („Patescibacteria“) hin.
Genomeigenschaften (o__UBA1400) Genomgrößen und Nukleotid-Zusammensetzung vollständiger Genome von Mitgliedern der Kandidatenordnung o__UBA1400 [„Ca. Chazhemtobacteriales“]: SpeziesStamm/MAG (Zugriffsnummer) Genomgröße(bp) GC-Gehalt(%)Summe aus den beiden folgenden Spalten DNA-Base (%) G C A T „Ca. Chazhemtobacterium aquaticus“Ch65 (CP047901) 801.504 44,80 14,97 29,83 27,87 27,33 Ca. Collierbacteria bacterium RIFOXYD2_FULL_45_13RIFOXYD2_FULL_OP11_Collierbacteria_45_13 (MFAS01000001) 1.089.434 44,95 19,44 25,51 27,03 28,02 Ca. Beckwithbacteria bacterium GW2011_GWC1_49_16GW2011_GWC1_49_16 (CP011210) 1.049.888 48,92 20,66 28,26 25,33 25,75 UBA1364 sp001029715 [Candidate division TM6 bacterium GW2011_GWF2_28_16]Familie f__PJMF01GW2011_GWF2_28_16 (CP011212) 853.053 35,99 18,27 17,72 32,36 31.65
Systematik Bei Christian Rinke et al. (2013) rangiert die Klade OP11 noch im Rang eines Phylums (Abteilung, ), die OP11-Subkladen als Klasse. Da heute OP11 als „Ca. Microgenomatia“ selbst nur im Rang einer Klasse gesehen wird, vermindert sich der Rang der Subkladen entsprechend auf Ordnung oder Familie. Das diese OP11-Subkladen ursprünglich aus Metagenomik-Analysen der SSU-rRNA stammen, genügen sie heutigen Anforderungen (etwa der GTDB) nicht mehr (), so dass eine Zuordnung zu heutigen Kladen oft schwer bzw. kaum möglich ist.
Die Systematik der Gruppe ist mit Stand 7. März 2026 (auszugsweise) wie folgt:
Klasse „Ca. Microgenomatia“ et al. 2019(L,N,G) Phylum Gleichsetzung wegen Stamm GW2011_GWA2_42_17 / Gleichsetzung wegen der Stämme OLB22 und OLB23 oder Microgenomates Superphylum(N,R) Ordnung incertae sedis(L) Klade (Familie?) OP11-1(R) Gattung incertae sedis Spezies Microgenomates bacterium SCGC AAA011-A19(N,R) [Candidate division OP11 bacterium SCGC AAA011-A19(N)] Spezies Microgenomates bacterium SCGC AAA011-L05(N,R) [Candidate division OP11 bacterium SCGC AAA011-L05(N)] Spezies Microgenomates bacterium SCGC AAA011-F5(N,R) [Candidate division OP11 bacterium SCGC AAA011-F5(N)] Klade (Familie?) OP11-2(R) Gattung incertae sedis Spezies Microgenomates bacterium SCGC AAA255−J07(N,R) [Candidate division OP11 bacterium SCGC AAA255−J07(N)] Spezies Microgenomates bacterium SCGC AAA011−B20(N,R) [Candidate division OP11 bacterium SCGC AAA011−B20(N)] Klade (Familie?) OP11-4b(R) Gattung „Ca. Microgenomatus“ et al. 2013(L,N,R) Spezies „Ca. Microgenomatus auricola“ et al. 2013(L,N,R) – mit Stamm SCGC AAA011-E14(L,N,G,R)in der GTDB abgetrennt: Microgenomatus_A auricola_A – mit Stamm Bin_28_1_1, Microgenomatus_B auricola_A – mit Stamm Bin_40 (beide verschoben nach Klasse „Ca. Patescibacteriia“) Spezies Ca. Microgenomatus sp. isolate SulCav_AS07-7_2_38_32(N) Spezies Ca. Microgenomatus sp. isolate SulCav_AS07-7_35_29(N) Spezies Ca. Microgenomatus sp. isolate BE2012_2_50_27(N) Gattung incertae sedis Spezies Ca. Microgenomates bacterium SCGC AAA011-M05(N,R) [Candidate division OP11 bacterium SCGC AAA011-M05(N)] Spezies Uncultured candidate division OP11 bacterium … clone BB35(N) mit Stamm 83319022(R) alias BB35(N) Klade (Familie?) OP11-4c(R) Gattung incertae sedis Spezies Microgenomates bacterium SCGC AAA011-L6(N,R) [Candidate division OP11 bacterium SCGC AAA011-L6(N)] Familie und Gattung incertae sedis Spezies Microgenomates bacterium SCGC AAA011−B20(N,R) [Candidate division OP11 bacterium SCGC AAA011-B20(N)] Spezies (N,G) Spezies (N,G)
Ordnung „Ca. Chazhemtobacteriales“(G°) [o__UBA1400(G)] Familie „Ca. Beckwithbacteraceae“(G°) [f__CG1-02-47-37(G)] – früher Phylum „Ca. Beckwithiibacteriota“ corrig. et al. 2015 [„Ca. Beckwithbacteria“ et al. 2015](L°,N) Gattung CG1-02-47-37(G) Spezies CG1-02-47-37 sp002772455(G) [Ca. Beckwithbacteria bacterium CG23_combo_of_CG06-09_8_20_14_all_47_9(N,G)] Gattung GWC1-49-16 Spezies GWC1-49-16 sp001029675(G) [Ca. Beckwithbacteria bacterium GW2011_GWC1_49_16(N,G)] Familie „Ca. Cerribacteraceae“(G°) [f__UBA12028(G)] – früher Phylum „Ca. Cerribacteria“ et al. 2018 (sic!)(L°,N) Gattung PSRQ01(G) Spezies PSRQ01 sp003176165(G) [Ca. Cerribacteria bacterium 'Amazon FNV 2010 28 9'(N,G)] Gattung UBA12028 Spezies UBA12028 sp001002285(G) [Microgenomates group bacterium GW2011_GWC1_46_15(N,G)] Gattung …(G) Familie „Ca. Chazhemtonibacteriaceae“ corrig. et al. 2020(L) [„Ca. Chazhemtobacteriaceae“ et al. 2020(L), Chazhemtobacteraceae(G)] Gattung „Ca. Chazhemtonibacterium“ corrig. et al. 2020(L) [„Ca. Chazhemtobacterium“ et al. 2020(L,N,G)] Spezies „Ca. Chazhemtonibacterium aquaticus“ corrig. et al. 2020(L) [„Ca. Chazhemtobacterium aquaticus“ et al. 2020(L,N), Ca. Chazhemtobacterium sp. isolate BE2011_45_8(N,G), Ca. Microgenomatus sp. isolate BE2012_45_76(N,G) (verschoben), Patescibacteria group bacterium isolate UR.bin30(N,G)] – mit Stämmen Ch65(L,N,G); BE2011_45_8(N,G); BE2012_45_76(N,G); UR.bin30(N,G) Familie „Ca. Chisholmbacteraceae“(G) [RIF36-Gruppe] – früher Phylum „Ca. Chisholmiibacteriota“ [„Ca. Chisholmbacteria“](L°,N) Gattung 2-01-FULL-49-14(G) Spezies 2-01-FULL-49-14 sp001816915(G) [Ca. Chisholmbacteria bacterium RIFCSPLOWO2_01_FULL_49_14(N,G)] Gattung …(G) Familie „Ca. Collierbacteraceae“(G°) [f__UBA12108(G)] – früher Phylum „Ca. Collieribacteriota“ corrig. et al. 2015 [„Ca. Collierbacteria“ et al. 2015](L°,N) Gattung UBA12108(G) Spezies UBA12108 sp001002415(G) [Ca. Collierbacteria bacterium RIFOXYD1_FULL_46_26(N,G)] Gattung …(G) Gattung incertae sedis Spezies Candidatus Collierbacteria bacterium RIFOXYD2_FULL_45_13(N) Familie „Ca. Pacebacteraceae“(G°) [f__PJMF01(G)] – offenbar nicht identisch mit „Ca. Paceibacteraceae“ et al. 2023 (Minisyncoccia: Minisyncoccales) Gattung 1-14-0-10-56-10 Spezies 1-14-0-10-56-10 sp002772645(G) [Ca. Pacebacteria bacterium CG10_big_fil_rev_8_21_14_0_10_56_10(N,G)] Gattung CG1-02-43-3 Spezies CG1-02-43-31 sp002788675(G) [Ca. Pacebacteria bacterium CG_4_9_14_0_2_um_filter_40_15(N,G)] Gattung CG2-30-36-39 Spezies CG2-30-36-39 sp001873435(G) [Ca. Pacebacteria bacterium CG2_30_36_39(N,G) Gattung PJMF01(G) Spezies PJMF01 sp003173865(G) [Ca. Minisyncoccota bacterium isolate Amazon_FNV_2010_13_2_2(N), Ca. Paceibacterota bacterium isolate Amazon_FNV_2010_13_2_2(G)] Gattung UBA10119 Spezies UBA10119 sp001002135(G) [Ca. Pacebacteria bacterium GW2011_GWA1_46_10(N,G)] Gattung UBA1364 Spezies UBA1364 sp020724725(G) [Ca. Microgenomatus sp. isolate BE2012_5_35_30(N,G)] Spezies UBA1364 sp001029715(G) [Candidate division TM6 bacterium GW2011_GWF2_28_16(N,G)] Gattung UBA1388 Spezies UBA1388 sp002772705(G) [Ca. Pacebacteria bacterium CG10_big_fil_rev_8_21_14_0_10_44_11(N,G)] Gattung UM-FILTER-42-14**** Spezies UM-FILTER-42-14 sp002772695(G) [Ca. Pacebacteria bacterium CG10_big_fil_rev_8_21_14_0_10_44_54(N,G)] Gattung …(G) Familie f__MFAQ01(G) – abgetrennt von „Collierbacteraceae“ [f__UBA12108] Gattung MFAQ01(G) Spezies MFAQ01 sp001776275(G) [Ca. Collierbacteria bacterium RIFOXYD1_FULL_40_9(N,G)] Gattung UBA2277(G)