Везде

ОБНМикробиология Microbiology

  • ISSN (Print) 0026-3656
  • ISSN (Online) 3034-5464

METHANOCULLEUS BOVIS SP. NOV., НОВАЯ МЕТАНООБРАЗУЮЩАЯ ВОДОРОДИСПОЛЬЗУЮЩАЯ АРХЕЯ ИЗ РУБЦА КОРОВЫ

Вы можете
Код статьи
S3034546425060031-1
DOI
10.7868/S3034546425060031
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Трубицын В. Э.
  • Аффилиация: Федеральный исследовательский центр “Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук”, Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрабина РАН
Речкина В. И.
  • Аффилиация: Федеральный исследовательский центр “Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук”, Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрабина РАН
Сузина Н. Е.
  • Аффилиация: Федеральный исследовательский центр “Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук”, Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрабина РАН
Плотников А. О.
  • Аффилиация: Оренбургский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза Уральского отделения Российской академии наук
Валышев А. В.
  • Аффилиация: Оренбургский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза Уральского отделения Российской академии наук
Катаев В. Я.
  • Аффилиация: Оренбургский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза Уральского отделения Российской академии наук
Щербакова В. А.
  • Аффилиация: Федеральный исследовательский центр “Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук”, Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрабина РАН
Том/ Выпуск
Том 94 / Номер выпуска 6
Страницы
527-539
Аннотация
Из содержимого рубца коровы (Московская область, Россия) выделена новая метанообразующая архея — штамм 7T. Морфологически штамм представляет собой неподвижные кокковидные клетки неправильной формы размером 1.3—4.3 мкм и их небольшие агрегаты. В качестве энергетических субстратов для метаногенеза штамм использует исключительно смесь водорода и углекислоты и требует присутствия ацетата в среде культивирования. Клетки растут при температуре 20—53°С (оптимум 45°С), рН 6.5—7.8 (оптимум рН 7.2—7.4) и толерантны к содержанию NaCl до 0.34 М. По данным анализа последовательности гена 16S рРНК новый метаноген принадлежит к роду Methanoculleus, имея с ближайшим к нему видом этого рода M. bourgensis MS2 уровень сходства этого гена 98.16%. Среднее нуклеотидное сходство (ANI) между геномами штаммов 7T и M. bourgensis MS2 составило 88.24%, а виртуальная оценка гибридизации геномов этих двух штаммов составила 31.40%. Содержание Г + Ц геномной ДНК составляет 61.27% мол. %. На основании данных филогенетического анализа и физиолого-биохимических свойств изолята мы предлагаем отнести выделенный штамм 7T (= VKM B-3409 = JCM 39547) к новому виду Methanoculleus bovis sp. nov.
Ключевые слова
Methanoculleus bovis sp. nov. археи водородиспользующие метаногены рубец KPC
Дата публикации
01.06.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
6

Библиография

  1. 1. Agostini S., Bucci L., Doni D., Costantini P., Gupte A., Müller B., Sibilla F., Basaglia M., Casella S., Kougias P.G., Campanaro S., Favaro L., Treu L. Bioaugmentation strategies based on bacterial and methanogenic cultures to relieve stress in anaerobic digestion of protein-rich substrates // Renewable Energy. 2024. V. 225. Art. 120270.
  2. 2. Altschul S.F., Madden T.L., Schäffer A.A., Zhang J., Zhang Z., Miller W., Lipman D.J. Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs // Nucl. Acids Res. 1997. V. 25. P. 3389‒3402.
  3. 3. Arkin A.P., Cottingham R.W., Henry C.S., Harris N.L., Stevens R.L., Maslov S., Dehal P., Ware D., Perez F., Canon S., Sneddon M.W., Henderson M.L., Riehl W.J., Murphy-Olson D., Chan S.Y., Kamimura R.T., Kumari S., Drake M.M., Brettin, T.S., Glass E.M., Chivian D., Gunter D., Weston D.J., Allen B.H., Baumohl J., Best A.A., Bowen B., Brenner S.E., Bun C.C., Chandonia J.M., Chia J.M., Colasanti R., Conrad N., Davis J.J., Davison B.H., DeJongh M., Devoid S., Dietrich E., Dubchak I., Edirisinghe J.N., Fang G., Faria J.P., Frybarger P.M., Gerlach W., Gerstein M., Greiner A., Gurtowski J., Haun H.L., He F., Jain R., Joachimiak M.P., Keegan K.P., Kondo S., Kumar V., Land M.L., Meyer F., Mills M., Novichkov P.S., Oh T., Olsen G. J., Olson R., Parrello B., Pasternak S., Pearson E., Poon S.S., Price G.A., Ramakrishnan S., Ranjan P., Ronald P.C., Schatz M.C., Seaver S.M. D., Shukla M., Sutormin R.A., Syed M.H., Thomason J., Tintle N.L., Wang D., Xia F., Yoo H., Yoo S., Yu D. KBase: The United States department of energy systems biology knowledgebase // Nature Biotechnol. 2018. V. 36. P. 566–569.
  4. 4. Bankevich A., Nurk S., Antipov D., Gurevich A.A., Dvorkin M., Kulikov A.S., Lesin V.M., Nikolenko S.I., Pham S., Prjibelski A.D., Pyshkin A.V., Sirotkin A.V., Vyahhi N., Tesler G., Alekseyev M.A., Pevzner P.A. SPAdes: A new genome assembly algorithm and its applications to single-cell sequencing // J. Comput. Biol. 2012. V. 19. P. 455–477.
  5. 5. Barret M., Gagnon N., Kalmokoff M.L., Topp E., Verastegui Y., Brooks S.P.J., Matias F., Neufeld J.D., Talbot G. Identification of Methanoculleus spp. as active methanogens during anoxic incubations of swine manure storage tank samples // Appl. Environ. Microbiol. 2013. V. 79. P. 424‒433.
  6. 6. Bayley D.P., Koval S.F. Membrane association and isolation of the S-layer protein of Methanoculleus marisnigri // Can. J. Microbiol. 1994. V. 40. P. 237–241.
  7. 7. Benson D.A., Cavanaugh M., Clark K., Karsch-Mizrachi I., Lipman D.J., Ostell J., Sayers E.W. GenBank // Nucl. Acids Res. 2017. V. 45 (D1). P. D37–D42. https://doi.org/10.1093/nar/gkw1070
  8. 8. Bolger A.M., Lohse M., Usadel B. Trimmomatic: A flexible trimmer for Illumina sequence data // Bioinform. 2014. V. 30. P. 2114–2120.
  9. 9. Castresana J. Selection of conserved blocks from multiple alignments for their use in phylogenetic analysis // Mol. Biol. Evol. 2000. V. 17. P. 540–552.
  10. 10. Chaumeil P.A., Mussig A.J., Hugenholtz P., Parks D.H. GTDB-Tk v2: memory friendly classification with the genome taxonomy database // Bioinformatics (Oxford, England). 2022. V. 38. P. 5315–5316. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btac672
  11. 11. Chen S.C., Chen M.F., Lai M.C., Weng C.Y., Wu S.Y., Lin S., Yang T.F., Chen P.C. Methanoculleus sediminis sp. nov., a methanogen from sediments near a submarine mud volcano // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2015. V. 65. P. 2141‒2147. https://doi.org/10.1099/ijs.0.000233
  12. 12. Cheng L., Qiu T.L., Li X., Wang W.D., Deng Y., Yin X.B. and Zhang H. Isolation and characterization of Methanoculleus receptaculi sp. nov. from Shengli oil field, China // FEMS Microbiol. Lett. 2008. V. 285. P. 65‒71. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.006477
  13. 13. Contreras-Moreira B., Vinuesa P. GET_HOMOLOGUES, a versatile software package for scalable and robust microbial pangenome analysis // Appl. Environ. Microbiol. 2013 V. 79. P. 7696‒7701. https://doi.org/10.1128/AEM.02411-13
  14. 14. Dianou D., Miyaki T., Asakawa S., Morii H., Nagaoka K., Oyaizu H., Matsumoto S. Methanoculleus chikugoensis sp. nov., a novel methanogenic archaeon isolated from paddy field soil in Japan, and DNA‒DNA hybridization among Methanoculleus species // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2001. V. 51. P. 1663‒1669. https://doi.org/10.1099/00207713-51-5-1663
  15. 15. Edgar R.C. MUSCLE: A multiple sequence alignment method with reduced time and space complexity // BMC Bioinform. 2004. V. 5. P. 1–19.
  16. 16. Henderson G., Cox F., Ganesh S., Jonker A., Young W., Janssen P.H. Rumen microbial community composition varies with diet and host, but a core microbiome is found across a wide geographical range // Sci. Rep. 2015. V. 5. Art. 14567. https://doi.org/10.1038/srep14567
  17. 17. Lai S.-J., Lai M.-C., Lin S., You Y.-T., Wei W.-H., Chen Y.-W., Lan Z.-H., Fan C.-H., Wu S.-Y., Hung C.-C., Ding J.-Y., Zhang W.-L., Deng Y.-C., Lee Y.-C., Shih C.-J., Wu Y.-C., Zhao J., Li Y., Chen S.-C. Six novel species of the genus Methanoculleus isolated from various environments in Taiwan // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2024. V. 74. Art. 006477.
  18. 18. Larkin M.A., Blackshields G., Brown N.P., Chenna R., McGettigan P.A., McWilliam H., Valentin F., Wallace I.M., Wilm A., Lopez R., Thompson J.D., Gibson T.J., Higgins D.G. Clustal W and Clustal X version 2.0 // Bioinform. 2007. V. 23. P. 2947–2948.
  19. 19. Maestrojuan G.M., Boone D.R., Xun L., Mah R.A., Zhang L. Transfer of Methanogenium bourgense, Methanogenium marisnigri, Methanogenium olentangyi, and Methanogenium thermophilicum to the genus Methanoculleus gen. nov., emendation of Methanoculleus marisnigri and Methanogenium, and description of new strains of Methanoculleus bourgense and Methanoculleus marisnigri // Int. J. Syst. Bacteriol. 1990. V. 40. P. 117‒122. https://doi.org/10.1099/00207713-40-2-117
  20. 20. Marmur J. A procedure for the isolation of deoxyribonucleic acid from microorganisms // J. Mol. Biol. 1961. V. 3. P. 208–218.
  21. 21. Maus I., Wibberg D., Stantscheff R., Stolze Y., Blom J., Eikmeyer F.G., Fracowiak J., König H., Pühler A., Schlüter A. Insights into the annotated genome sequence of Methanoculleus bourgensis MS2T, related to dominant methanogens in biogas-producing plants // J. Biotechnol. 2015. V. 201. P. 43‒53. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2014.11.020
  22. 22. Mikucki J.A., Liu Y., Delwiche M., Colwell F.S., Boone D.R. Isolation of a methanogen from deep marine sediments that contain methane hydrates, and description of Methanoculleus submarinus sp. nov. // Appl. Environ. Microbiol. 2003. V. 69. P. 3311‒3316. https://doi.org/10.1128/AEM.69.6.3311-3316.2003
  23. 23. Ollivier B.M., Mah R.A., Garcia J.L., Boone D.R. Isolation and characterization of Methanogenium bourgense sp. nov. // Int. J. Syst. Bacteriol. 1986. V. 36. P. 297‒301. https://doi.org/10.1099/00207713-36-2-297
  24. 24. Parks D.H., Imelfort M., Skennerton C., Hugenholtz P., Tyson G. CheckM: Assessing the quality of microbial genomes recovered from isolates, single cells, and metagenomes // Genome Res. 2015. V. 25. P. 1043–1055. https://doi.org/10.1101/gr.186072.114
  25. 25. Prakash O., Dodsworth J.A., Dong X., Ferry J.G., L’Haridon S., Imachi H., Kamagata Y., Rhee S.-K., Sagar I., Shcherbakova V., Wagner D., Whitman W.B. Proposed minimal standards for description of methanogenic archaea // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2023. V. 73. Art. 005500. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.005500
  26. 26. Price M.N., Dehal P.S., Arkin A.P. FastTree 2 ‒ Approximately Maximum-Likelihood trees for large alignments // PLoS One. 2010. V. 5. Art. e9490. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0009490
  27. 27. Rivard C.J., Smith P.H. Isolation and characterization of a thermophilic marine methanogenic bacterium, Methanogenium thermophilicum sp. nov. // Int. J. Syst. Bacteriol. 1982. V. 32. P. 430‒436.
  28. 28. Romesser J.A., Wolfe R.S., Mayer F., Spiess E., Walther-Mauruschat A. Methanogenium, a new genus of marine methanogenic bacteria, and characterization of Methanogenium cariaci sp. nov. and Methanogenium marisnigri sp. nov. // Arch. Mikrobiol. 1979. V. 121. P. 147‒153.
  29. 29. Shcherbakova V.A., Chuvilskaya N.A., Rivkina E.M., Pecheritsyna S.A., Laurinavichius K.S., Suzina N.E., Osipov G.A., Lysenko A.M., Gilichinsky D.A., Akimenko V.K. Novel psychrophilic anaerobic spore-forming bacterium from the overcooled water brine in permafrost: description Clostridium algoriphilum sp. nov. // Extremophiles. 2005. V. 9. P. 239–246.
  30. 30. Shimizu S., Ueno A., Tamamura S., Naganuma T., Kaneko K. Methanoculleus horonobensis sp. nov., a methanogenic archaeon isolated from a deep diatomaceous shale formation // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2013. V. 63. P. 4320‒4323. https://doi.org/10.1099/ijs.0.053520-0
  31. 31. Tamura K., Stecher G., Kumar S. MEGA11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 11 // Mol. Biol. Evol. 2021. V. 38. P. 3022–3027.
  32. 32. Tatusova T., DiCuccio M., Badretdin A., Chetvernin V., Nawrocki E.P., Zaslavsky L., Lomsadze A., Pruitt K.D., Borodovsky M., Ostell J. NCBI prokaryotic genome annotation pipeline // Nucl. Acids Res. 2016. V. 44. P. 6614‒6624.
  33. 33. Tian J., Wang Y., Dong X. Methanoculleus hydrogenitrophicus sp. nov., a methanogenic archaeon isolated from wetland soil // Int. J. Sys. Evol. Microbiol. 2010. V. 60. P. 2165–2169.
  34. 34. Chen S.-C., Chen M.-F., Lai M.-C., Weng C.-Y., Wu S.-Y., Lin S., Yang T.F., Chen P.-C. Methanoculleus sediminis sp. nov., a methanogen from sediments near a submarine mud volcano // Int. J. Sys. Evol. Microbiol. 2015. V. 65. P. 2141–2147.
  35. 35. Vo C.H., Goyal N., Karimi I.A., Kraft M. First observation of an acetate switch in a methanogenic autotroph (Methanococcus maripaludis S2) // Microbiol. Insights. 2020. V. 13. Art. 1178636120945300. https://doi.org/10.1177/1178636120945300
  36. 36. Weng C.Y., Chen S.C., Lai M.C., Wu S.Y., Lin S., Yang T.F., Chen P.C. Methanoculleus taiwanensis sp. nov., a methanogen isolated from deep marine sediment at the deformation front area near Taiwan // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2015. V. 65. P. 1044‒1049. https://doi.org/10.1099/ijs.0.000062
  37. 37. Wolin F.A., Wolin M.J., Wolfe R.S. Formation of methane by bacterial extracts // J. Biol. Chem. 1963. V. 238. P. 2882–2886.
  38. 38. Zellner G., Messner P., Winter J., Stackebrandt E. Methanoculleus palmolei sp. nov., an irregularly coccoid methanogen from an anaerobic digester treating wastewater of a palm oil plant in north-Sumatra, Indonesia // Int. J. Syst. Bacteriol. 1998. V. 48. P. 1111‒1117. https://doi.org/10.1099/00207713-48-4-1111
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека