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Saccharibacteria

Saccharibacteria

Nanosynbacter lyticus TM7x (grün), zusammen mit verschiedenen Wirtszellen (rot).,
FISH-Aufnahme Balken 5 μm.

Systematik
Klassifikation: Lebewesen
Domäne: Bakterien (Bacteria)
ohne Rang: CPR-Gruppe (Patescibacteria)
Abteilung: Saccharibacteria
Wissenschaftlicher Name
Saccharibacteria
Albertsen et al. 2013[1][2]

Saccharibacteria, auch Candidatus Saccharibacteria oder Cand. Saccharimonadia[3][4], ursprünglich bezeichnet als (Candidate division) TM7 (Torf, mittlere Schicht 7),[2] ist eine wichtige Verwandtschaftsgruppe von Bakterien, gewöhnlich eingestuft im Rang einer Abteilung (Phylum, en. auch division). Sie wurde durch RNA-Sequenzierung von 16S rRNA (ein Teilstück ribosomaler RNA) entdeckt.[5]

Ein wichtiger Vertreter, (Candidatus) Nanosynbacter lyticus (mit Referenzstamm TM7x, früher als Candidatus Saccharibacteria oral taxon TM7x bezeichnet),[6] wurde aus der menschlichen Mundhöhle kultiviert.[7] Es zeigte sich, dass TM7x eine extrem kleine Kokke (Durchmesser 200-300 nm) ist und eine besondere Lebensweise zeigt, die bis dato bei human­assoziierten (mit dem Menschen vergesellschafteten) Mikroben noch nicht beobachtet worden war.[8] TM7x ist ein obligater Epibiont verschiedener Wirte, einschließlich des Actinomyces odontolyticus-Stammes XH001. TM7x hat aber auch eine parasitäre Lebensphase und tötet dann seinen Wirt. Die vollständige Genomsequenz von TM7x ergab ein stark reduziertes Genom von nur 705 kbp (Kilobasenpaaren)[9] und ein völliges Fehlen der Fähigkeit zur Aminosäurebiosynthese. Bereits 2014 wurde über eine axenische[Anm. 1] Kultur von TM7 aus der Mundhöhle berichtet, aber es wurde keine Sequenz oder Kultur zur Verfügung gestellt.[10]

Die vorläufige Benennung dieser Bakterienspezies als TM7x, des Bakterienphylums als TM7, sowie weiterer Kandidatenphyla wie etwa TM6 (Klade „Dependentiae“)[7][11] erfolgte nach DNA-Sequenzen, die bereits 1994 in einer Umweltstudie an einer Bodenprobe eines Torfmoores in Deutschland gewonnen wurden. Damals wurden 262 PCR-amplifizierte Fragmente von 16S rDNA in einen Plasmidvektor kloniert und als „TM-Klone“ (Torf, Mittlere Schicht) bezeichnet.[12][13] Seitdem wurden TM7-Kandidaten(d. h. mutmaßliche Vertreter der Saccharibacteria) in verschiedenen Umgebungen gefunden, z. B. in Belebt­schlämmen,[14][15] Klärschlamm von Wasser­auf­berei­tungs­anlagen,[16] Regenwald­boden,[17] Gold­minen[18] und in mit Acetat versetztem Sediment im Bereich von Grund­wasser­leitern (Aquifer).[19] Saccharibacteria wurden gefunden in Assoziation mit Schwämmen[20] und Schaben,[21] sowie in menschlichem Speichel.[22][23] Es zeigte sich, dass diese Gruppe ein sehr weit verbreitetes Phylum ist. Ribosomale DNA (rDNA) und ganze Zellen von Saccharibacteria wurden 2011 in Belebtschlamm nachgewiesen, diese hatten mehr als 99,7 % Sequenzähnlichkeit mit TM7 von der menschlichen Haut und 98,6 % mit der Kandidaten-Spezies TM7a[24] aus der menschlichen Mundhöhle. Dies deutet darauf hin, dass TM7-Isolate aus der Umwelt als Modellorganismen zur Untersuchung der Rolle von TM7-Arten für die menschliche Gesundheit dienen könnten.[25]

  1. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen LPSN.
  2. ↑ a b C. L. Schoch, Sayers et al.: Saccharibacteria, Candidatus Saccharibacteria Albertsen et al. 2013 (phylum); National Center for Biotechnology Information (NCBI)
  3. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen Herrmann2019.
  4. ↑ GTDB: Saccharimonadia (class)
  5. ↑ N. R. Pace: Mapping the Tree of Life: Progress and Prospects. In: Microbiology and Molecular Biology Reviews. Band 73, Nr. 4, 2009, S. 565–576, doi:10.1128/MMBR.00033-09, PMID 19946133, PMC 2786576 (freier Volltext).
  6. ↑ C. L. Schoch, Sayers et al.: "Candidatus Nanosynbacter lyticus" McLean et al. 2020 (species); National Center for Biotechnology Information (NCBI)
  7. ↑ a b Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen McLean2013.
  8. ↑ Xuesong He, Jeffrey S. McLean, Anna Edlund, Shibu Yooseph, Adam P. Hall, Su-Yang Liu, Pieter C. Dorrestein, Eduardo Esquenazi, Ryan C. Hunter: Cultivation of a human-associated TM7 phylotype reveals a reduced genome and epibiotic parasitic lifestyle. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 112, Nr. 1, 6. Januar 2015, ISSN 0027-8424, S. 244–249, doi:10.1073/pnas.1419038112, PMID 25535390, PMC 4291631 (freier Volltext), bibcode:2015PNAS..112..244H.
  9. ↑ NCBI: Candidatus Nanosynbacter lyticus strain:TM7x. (englisch). (ID 241438) – BioProject PRJNA241438
  10. ↑ V. Soro: Axenic Culture of a Candidate Division TM7 Bacterium from the Human Oral Cavity and Biofilm Interactions with Other Oral Bacteria. In: Applied and Environmental Microbiology. Band 80, Nr. 20, 2014, S. 6480–6489, doi:10.1128/AEM.01827-14, PMID 25107981, PMC 4178647 (freier Volltext), bibcode:2014ApEnM..80.6480S.
  11. ↑ C. L. Schoch, Sayers et al.: Candidatus Dependentiae Yeoh et al. 2016 (clade); National Center for Biotechnology Information (NCBI)
  12. ↑ H. Rheims, F. A. Rainey, E. Stackebrandt: A molecular approach to search for diversity among bacteria in the environment. In: Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. Band 17, Nr. 3–4, 1996, S. 159–169, doi:10.1007/BF01574689.
  13. ↑ Danfeng Song, Haizhan Jiao, Zhenfeng Liu: Phospholipid translocation captured in a bifunctional membrane protein MprF, in: Nature Communications, Band 12, Nr. 2927, 18. Mai 2021, doi:10.1038/s41467-021-23248-z
  14. ↑ P. L. Bond, P. Hugenholtz, J. Keller, L. L. Blackall: Bacterial community structures of phosphate-removing and non-phosphate-removing activated sludges from sequencing batch reactors. In: Applied and Environmental Microbiology. Band 61, Nr. 5, 1995, S. 1910–1916, doi:10.1128/AEM.61.5.1910-1916.1995, PMID 7544094, PMC 167453 (freier Volltext), bibcode:1995ApEnM..61.1910B.
  15. ↑ J. J. Godon, E. Zumstein, P. Dabert, F. Habouzit, R. Moletta: Molecular microbial diversity of an anaerobic digestor as determined by small-subunit rDNA sequence analysis. In: Applied and Environmental Microbiology. Band 63, Nr. 7, 1997, S. 2802–2813, doi:10.1128/AEM.63.7.2802-2813.1997, PMID 9212428, PMC 168577 (freier Volltext), bibcode:1997ApEnM..63.2802G.
  16. ↑ P. Hugenholtz, G. W. Tyson, R. I. Webb, A. M. Wagner, L. L. Blackall: Investigation of Candidate Division TM7, a Recently Recognized Major Lineage of the Domain Bacteria with No Known Pure-Culture Representatives. In: Applied and Environmental Microbiology. Band 67, Nr. 1, 2001, S. 411–419, doi:10.1128/AEM.67.1.411-419.2001, PMID 11133473, PMC 92593 (freier Volltext), bibcode:2001ApEnM..67..411H.
  17. ↑ J. Borneman, E. W Triplett: Molecular microbial diversity in soils from eastern Amazonia: evidence for unusual microorganisms and microbial population shifts associated with deforestation. In: Applied and Environmental Microbiology. Band 63, Nr. 7, 1997, S. 2647–2653, doi:10.1128/AEM.63.7.2647-2653.1997, PMID 9212415, PMC 168563 (freier Volltext), bibcode:1997ApEnM..63.2647B.
  18. ↑ G. Rastogi, L. D. Stetler, B. M. Peyton, R. K. Sani: Molecular analysis of prokaryotic diversity in the deep subsurface of the former Homestake gold mine, South Dakota, USA. In: The Journal of Microbiology. Band 47, Nr. 4, 2009, S. 371–384, doi:10.1007/s12275-008-0249-1, PMID 19763410.
  19. ↑ Rose S. Kantor, Kelly C. Wrighton, Kim M. Handley, Itai Sharon, Laura A. Hug, Cindy J. Castelle, Brian C. Thomas, Jillian F. Banfield: Small genomes and sparse metabolisms of sediment-associated bacteria from four candidate phyla. In: mBio. Band 4, Nr. 5, 1. Januar 2013, ISSN 2150-7511, S. e00708–00713, doi:10.1128/mBio.00708-13, PMID 24149512, PMC 3812714 (freier Volltext).
  20. ↑ V. Thiel, S. Leininger, R. Schmaljohann, F. Brümmer, J. F. Imhoff: Sponge-specific Bacterial Associations of the Mediterranean Sponge Chondrilla nucula (Demospongiae, Tetractinomorpha). In: Microbial Ecology. Band 54, Nr. 1, 2007, S. 101–111, doi:10.1007/s00248-006-9177-y, PMID 17364249.
  21. ↑ M. Berlanga, B. J. Paster, R. Guerrero: The taxophysiological paradox: changes in the intestinal microbiota of the xylophagous cockroach Cryptocercus punctulatus depending on the physiological state of the host. In: International Microbiology. Band 12, Nr. 4, 2009, S. 227–36, PMID 20112227.
  22. ↑ V. Lazarevic, K. Whiteson, D. Hernandez, P. Francois, J. Schrenzel: Study of inter- and intra-individual variations in the salivary microbiota. In: BMC Genomics. Band 11, 2010, S. 523, doi:10.1186/1471-2164-11-523, PMID 20920195, PMC 2997015 (freier Volltext).
  23. ↑ F. E. Dewhirst, T. Chen, J. Izard, B. J. Paster, A. C. R. Tanner, W.-H. Yu, A. Lakshmanan, W. G. Wade: The Human Oral Microbiome. In: Journal of Bacteriology. Band 192, Nr. 19, 2010, S. 5002–5017, doi:10.1128/JB.00542-10, PMID 20656903, PMC 2944498 (freier Volltext).
  24. ↑ C. L. Schoch, Sayers et al.: candidate division TM7 single-cell isolate TM7a (species, syn. candidate division TM7 isolate TM7a); National Center for Biotechnology Information (NCBI)
  25. ↑ J. M. Dinis, D. E. Barton, J. Ghadiri, D. Surendar, K. Reddy, F. Velasquez, C. L. Chaffee, M. C. W. Lee, H. Gavrilova, H. Ozuna, S. A. Smits, C. C. Ouverney: In Search of an Uncultured Human-Associated TM7 Bacterium in the Environment. In: Ching-Hong Yang (Hrsg.): PLOS ONE. Band 6, Nr. 6, Juni 2011, S. e21280, doi:10.1371/journal.pone.0021280, PMID 21701585, PMC 3118805 (freier Volltext), bibcode:2011PLoSO...621280D. Insbes. Fig. 2


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