Methanomassiliicoccales
A Methanomassiliicoccales a hetedikként leírt metanogén archearend, a Thermoplasmata rendje.[1] A rend nevét helyenként tévesen többek közt Methanomassilicoccalesként is írják.
 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rendszertani besorolás | ||||||||||
| ||||||||||
| Típusnemzetség | ||||||||||
| Methanomassiliicoccus Dridi et al. 2012 | ||||||||||
| Családok | ||||||||||
Történet
szerkesztésEredetileg C rizscsoportként, C rumencsoportként vagy III. rizscsoportként (RC-III) írták le,[2][3] első javasolt végleges neve a Methanoplasmatales volt, ami nem bizonyult megfelelőnek, mivel e név nem a típusnemzetségből származik.[4] A rendet egyetlen akkor ismert családjával, a Methanomassiliicoccaceaevel együtt 2013-ban nevezték el Iino et al. a Methanomassiliicoccus Dridi et al. 2012 nemzetségről.[4] Borrel et al. 2013-ban a Diaforarchaea főosztályba sorolták.[5] Eredetileg környezeti kládja tagjait a TMEG-hez sorolták.[6]
2016-ban számoltak be Becker et al. arról, hogy butántriolt és pentántriolt tartalmazó lipidjei vannak.[6]
2023-ban írták le Borrel et al. a Methanomethylophilaceae családot típusnemzetségéről, a Methanomethylophilusról.[7]
2024-ben taxonómiáját Xie et al. módosították, például a Methanomassiliicoccus és Methanoplasma nemzetségeket kettébontották,[2]
Élőhely
szerkesztésÜrülékben, állati emésztőrendszerekben, rizsben, óceáni, felszín alatti anoxiás helyeken élő kozmopolita anaerob archeák.[6][2]
Ezerlábúakban az utóbélben gyakoribbak lehetnek, mint a középbélben, mivel ott lép fel anoxia és redukáló körülmények, sok ott a fermentációs termék, és csillósok vannak jelen. Ott a középbélétől eltérő stabil közösséget alkotnak.[8]
Kérődzőkben ritkák – az archeák kevesebb mint 1%-át adják –, ellés után mennyiségük a közvetlenül ellés előtihez képest csökken.[9]
Anyagcsere
szerkesztésMetanogenezis
szerkesztésMetilcsoportot tartalmazó vegyületeket bont külső hidrogénforrással metánná, és a hidrogéndependens metilotróf metanogének modellje elterjedtségük miatt.[2]
Energiaforrásai többek közt a metil-aminok és a metanol.[2][10]
Nem sorolhatók be gyakori metanogén csoportokba, vagyis a hidrogenotrófok, az acetiklaszt és a metilotróf metanogének közé, ehelyett vegyesen rendelkeznek ezek típusaival. A metilcsoportot először szubsztrátspecifikus metiltranszferázok viszik át a 2-szulfanil-koenzim M-re (2-szulfanil-CoM), metil-CoM-et adva, melyet a metil-CoM-reduktáz metánná redukál 7-szulfanilheptanoil-treonin-foszfát (szulfanil-koenzim B) elektrondonorral, CoM-S-S-CoB-t adva. Ezek szulfanil-CoM-mé és -CoB-vé való redukciója mechanizmusa ismeretlen.[1]
Nincs ismert citokrómjuk, kinonjuk vagy metanofenazinjuk, ez alapján a metanogenezis biokémiája jelentősen eltér a metanofenazinnal vagy kinonnal és citokrómmal rendelkező metilotróf archeáktól.[6] A bennük Wood–Ljungdahl-út nem teljes,[2] hiányzik a metilága.[5]
A metanogenezist a 2-brómetánszulfonát gátolja.[4]
Higany
szerkesztésAnaerob környezetekben élő fajai rendelkezhetnek higanymetiláló hgcAB génekkel, ezt állati emésztőrendszerekben Borrel et al. 2017-ben nem észlelték, a kommenzális mikrobiomból feltehetően a metil-higany toxicitása miatt tűnhetett el.[11]
Bután- és pentántriol-alapú lipidek
szerkesztésFő lipidjei butántriol-dibifitanil-glicerin-tetraéterek (BDGT), további lipidjei a pentántriol-dibifitanil-glicerin-tetraéterek (PDGT), a glicerin-dibifitanil-diéterek (GDD) és a butántriol-dibifitanil-diéterek (BDD) is. A BDGT-k és PDGT-k a legtöbb más archeában való hiányuk miatt a Methanomassiliicoccales és közeli rokonai észlelésében lehetnek fontosak, a savval hidrolizálható frakcióban a leggyakoribbak.[6] A BDGT-kben jelentősen kevesebb 13C volt a környezetnél, így autotrófok vagy 13C-szegény szubsztrátokban táplálkozó heterotrófok lehetnek.[6]
Heptózalapú glikolipidekkel rendelkezik, melyekről 2016 előtt nem számoltak be archeákban, azonban baktériumokban gyakori poliszacharid-alkotó vegyületek.[6]
Jelentőség
szerkesztésEgészségi
szerkesztésTrimetil-amin-bontó fajai csökkentik a trimetil-amin-N-oxid szintjét, csökkentve az atherosclerosis kockázatát.[11]
Nem ismert, hogy hozzájárulnak-e fajai a gyulladáshoz.[11]
Feltehetően a trimetil-amin- és trimetil-amin-oxid-szint-csökkentésben lehetnek fontos archebiotikumok.[1]
Üvegházhatás
szerkesztésA rumen mikrobiomjában a Thermoplasmatales és rokonai a leggyakoribb metanogének közé tartoznak, így az antropogén metánkibocsátás nagy részét adják.[2]
Genetika
szerkesztés2024-ig 8 faj teljes genomját írták le tiszta tenyészetekben állati emésztőrendszerekből.[2] Metagenomikai és metatranszkriptomikai adatok alapján a Thermoplasmatales testvércsoportja.[2]
Több anyagcsereút révén szintetizál pirrolizint és B12-vitamint. A pirrolizin 2 lizinből való szintézishez a Methanomassiliicoccales és a Methanosarcinales egyedi jellemzőiként pylCD és a pylS génjei vannak.[2]
A btuC gyakori a Methanomassiliicoccalesben, a többi archeakládban ritka.[2]
BDGT- és PDGT-bioszintézisei útjai ismeretlenek, azonban ismert, hogy az archeaéterlipid-bioszintézisben fontos génekkel rendelkeznek, például a G1P-dehidrogenáz, a 3-O-geranilgeranil-sn-gliceril-1-foszfát- (GGGP) és a digeranilgeranilgliceril-foszfát-szintáz (DGGGP) homológjaival.[6]
Jegyzetek
szerkesztés- ↑ a b c Kröninger L, Gottschling J, Deppenmeier U (2017. november 2.). „Growth Characteristics of Methanomassiliicoccus luminyensis and Expression of Methyltransferase Encoding Genes”. Archaea 2017, 2756573. o. DOI:10.1155/2017/2756573. PMID 29230105. PMC 5688252.
- ↑ a b c d e f g h i j k Xie F, Zhao S, Zhan X, Zhou Y, Li Y, Zhu W, Pope PB, Attwood GT, Jin W, Mao S (2024. január 23.). „Unraveling the phylogenomic diversity of Methanomassiliicoccales and implications for mitigating ruminant methane emissions”. Genome Biol 25. DOI:10.1186/s13059-024-03167-0. PMID 38263062. PMC 10804542. (Hozzáférés: 2024. augusztus 16.)
- ↑ Seedorf H, Kittelmann S, Janssen PH (2014. november 21.). „Few highly abundant operational taxonomic units dominate within rumen methanogenic archaeal species in New Zealand sheep and cattle”. Appl Environ Microbiol 81 (3), 986–995. o. DOI:10.1128/AEM.03018-14. PMID 25416771. PMC 4292475.
- ↑ a b c Iino T, Tamaki H, Tamazawa S, Ueno Y, Ohkuma M, Suzuki K, Igarashi Y, Haruta S (2013. március 23.). „Candidatus Methanogranum caenicola: a novel methanogen from the anaerobic digested sludge, and proposal of Methanomassiliicoccaceae fam. nov. and Methanomassiliicoccales ord. nov., for a methanogenic lineage of the class Thermoplasmata”. Microbes Environ 28 (2), 244–250. o. DOI:10.1264/jsme2.me12189. PMID 23524372. PMC 4070666.
- ↑ a b Borrel G, Adam PS, Gribaldo S (2016. június 13.). „Methanogenesis and the Wood-Ljungdahl Pathway: An Ancient, Versatile, and Fragile Association”. Genome Biol Evol 8 (6), 1706–1711. o. DOI:10.1093/gbe/evw114. PMID 27189979. PMC 4943185.
- ↑ a b c d e f g h Becker KW, Elling FJ, Yoshinaga MY, Söllinger A, Urich T, Hinrichs KU (2016. július 15.). „Unusual Butane- and Pentanetriol-Based Tetraether Lipids in Methanomassiliicoccus luminyensis, a Representative of the Seventh Order of Methanogens”. Appl Environ Microbiol 82 (15), 4505–4516. o. DOI:10.1128/AEM.00772-16. PMID 27208108. PMC 4984300.
- ↑ Borrel G, Fadhlaoui K, Ben Hania W, Gaci N, Pehau-Arnaudet G, Chaudhary PP, Vandekerckove P, Ballet N, Alric M, O'Toole PW, Fardeau ML, Ollivier B, Brugère JF (2023. november 17.). „Methanomethylophilus alvi gen. nov., sp. nov., a Novel Hydrogenotrophic Methyl-Reducing Methanogenic Archaea of the Order Methanomassiliicoccales Isolated from the Human Gut and Proposal of the Novel Family Methanomethylophilaceae fam. nov”. Microorganisms 11 (11), 2794. o. DOI:10.3390/microorganisms11112794. PMID 38004804. PMC 10673518.
- ↑ Horváthová T, Šustr V, Chroňáková A, Semanová S, Lang K, Dietrich C, Hubáček T, Ardestani MM, Lara AC, Brune A, Šimek M (2021. július 13.). „Methanogenesis in the Digestive Tracts of the Tropical Millipedes Archispirostreptus gigas (Diplopoda, Spirostreptidae) and Epibolus pulchripes (Diplopoda, Pachybolidae)”. Appl Environ Microbiol 87 (15), e0061421. o. DOI:10.1128/AEM.00614-21. PMID 34020937. PMC 8276800.
- ↑ Zhu Z, Noel SJ, Difford GF, Al-Soud WA, Brejnrod A, Sørensen SJ, Lassen J, Løvendahl P, Højberg O (2017. november 8.). „Community structure of the metabolically active rumen bacterial and archaeal communities of dairy cows over the transition period”. PLoS One 12 (11), e0187858. o. DOI:10.1371/journal.pone.0187858. PMID 29117259. PMC 5678694.
- ↑ Dridi B, Fardeau ML, Ollivier B, Raoult D, Drancourt M (2012. augusztus). „Methanomassiliicoccus luminyensis gen. nov., sp. nov., a methanogenic archaeon isolated from human faeces”. Int J Syst Evol Microbiol 62 (Pt 8), 1902–1907. o. DOI:10.1099/ijs.0.033712-0. PMID 22859731. (Hozzáférés: 2024. augusztus 16.)
- ↑ a b c Borrel G, McCann A, Deane J, Neto MC, Lynch DB, Brugère JF, O'Toole PW (2017. június 6.). „Genomics and metagenomics of trimethylamine-utilizing Archaea in the human gut microbiome”. ISME J 11 (9), 2059–2074. o. DOI:10.1038/ismej.2017.72. PMID 28585938. PMC 5563959.
