Venenivibrio

Venenivibrio stagnispumantis
Elektronenmikroskopische Aufnahme von Venenivibrio stagnispumantis-Zellen
Systematik
Abteilung: Aquificae Klasse: Aquificae Ordnung: Aquificales Familie: Hydrogenothermaceae Gattung: Venenivibrio Art: Venenivibrio stagnispumantis
Wissenschaftlicher Name der Gattung
Venenivibrio
Hetzer et al. 2008
Wissenschaftlicher Name der Art
Venenivibrio stagnispumantis
Hetzer et al. 2008

Venenivibrio stagnispumantis ist ein thermophiles, Wasserstoff oxidierendes Bakterium und der einzige Vertreter der Gattung Venenivibrio.

Morphologie

Die leicht gekrümmten Stäbchen sind 1,04 bis 1,56 µm lang und 0,33 bis 0,41 µm breit.

Vorkommen

Entnahme von Wasserproben aus „Champagne Pool“

Der Stamm CP.B2 wurde aus der Thermalquelle „Champagne Pool“ (75°C, pH 5,5) in Waiotapu (Neuseeland) isoliert und charakterisiert und 2008 von Adrian Hetzer, I.R. McDonald und H.W. Morgan erstbeschrieben.^{[1] [2]}

„Champagne Pool“ ist mit einem Durchmesser von 65 m, einer Tiefe von 62 m und einem geschätzten Wasservolumen von 50.000 m³ eine der größten Geothermalquellen Neuseelands. Das ca. 75°C heiße Wasser ist übersättigt mit den Metalloidverbindungen Orpiment (As₂S₃) und Stibnit (Sb₂S₃), welche ausfallen und ein orangefarbiges Sediment bilden ^[3] (siehe Abbildung). Der Name „Champagne Pool“ leitet sich von dem kontinuierlichen Strom an Gasblasen ab, die zur Wasseroberfläche aufsteigen, vergleichbar Gasperlen in einer Flöte Champagner. Das entweichende Gasgemisch besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid (CO₂), zu einem geringen Anteil aus Stickstoff (N₂), Methan (CH₄), Wasserstoff (H₂), Wasserstoffsulfid (H₂S) und Spuren von Sauerstoff (O₂) ^[4]. Somit wären theoretisch H₂ in Kombination mit CO₂ oder O₂ als mögliche Energiequellen für das autotrophe Wachstum methanogener oder wasserstoffoxidierender Mikroorganismen denkbar.

Wachstumsbedingungen

Venenivibrio stagnispumantis ist obligat chemolithotroph, d.h. Energie für metabolische Prozesse wird aus chemischen Reaktionen mit anorganischen Verbindungen gewonnen. Das Bakterium verwendet H₂ als Elektronendonor, O₂ als entsprechenden Elektronenakzeptor und CO₂ als Kohlenstoffquelle. Energie für den Metabolismus wird durch die sogenannte Knallgasreaktion H₂ + ½ O₂ → H₂O erhalten. Elementarer Schwefel (S⁰) oder Thiosulfat (S₂O₃²⁻) sind notwendig für das Wachstum. Zellwachstum fand unter thermophilen Bedingungen zwischen 45°C und 75°C (Optimum 70°C), unter moderat acidophilen Bedingungen zwischen pH 4,8 und 5,8 (Optimum pH 5,4) und unter mikroaerophilen Bedingungen zwischen 1,0 und 10,0 % (v/v) O₂ (Optima zwischen 4,0 und 8,0 % (v/v) O₂) statt.

Toleranz gegenüber Arsen- und Antimonverbindungen

Venenivibrio stagnispumantis toleriert relativ hohe Konzentrationen an Arsen- und Antimonverbindungen. Zellen wachsen in der Gegenwart von 8 mM Arsenit (As³⁺), 15 mM dreiwertiges Antimon (Sb³⁺) und >20 mM Arsenat (As⁵⁺). Zellwachstum konnte nicht nachgewiesen werden, wenn As³⁺ und As⁵⁺ als einziges Elektronendonor und -akzeptor-Paar zur Verfügung gestellt wurden.

Systematik

Venenivibrio [veˌneːniˈvi.bri.oː] (lat.: „das Vibrion des Giftes“; mit Bezug auf die Zellform und die relativ hohen Konzentrationen an Metalloxidverbindungen des Habitats) stagnispumantis [stag.niːspuːˈman.tɪs] (lat.: „vom sprudelnden Gewässer“; mit Bezug auf „Champagne Pool“).

Venenivibrio stagnispumantis Stamm CP.B2 ist in der „Japan Collection of Microorganisms“ unter JCM 14244 und in der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen unter DSM 18763 hinterlegt.

Die phylogenetische Analyse des 16S rRNA-Gens ergab, dass Stamm CP.B2 zu der Ordnung Aquificales gehört, und den Typstamm einer neuen Art und Gattung innerhalb der Familie Hydrogenothermaceae repräsentiert. Die 16S rRNA-Gensequenz für Stamm CP.B2 ist in der GenBank-Nukleotidsequenzdatenbank unter DQ989208 hinterlegt. Der Guanosin-Cytidin-Gehalt der genomischen DNA ist mit 29,3 mol% der niedrigste Wert, der jemals für eine Art der Ordnung Aquificales bestimmt wurde.

Einzelnachweise

1. ↑ Hetzer, A., Morgan, H. W., McDonald, I. R. & Daughney, C. J. (2007). Microbial life in Champagne Pool, a geothermal spring in Waiotapu, New Zealand. Extremophiles 11, 605-614.
2. ↑ Hetzer, A., McDonald, I. R. & Morgan, H. W. (2008). Venenivibrio stagnispumantis gen. nov., sp. nov., a thermophilic hydrogen-oxidizing bacterium isolated from Champagne Pool, Waiotapu, New Zealand. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 58, 398-403.
3. ↑ Pope, J. G., Brown, K. L. & McConchie, D. M. (2005). Gold concentrations in springs at Waiotapu, New Zealand: Implications for precious metal deposition in geothermal systems. Economic Geology 100, 677-687.
4. ↑ Jones, B., Renaut, R. W. & Rosen, M. R. (2001). Biogenicity of gold- and silver-bearing siliceous sinters forming in hot (75 degrees C) anaerobic spring-waters of Champagne Pool, Waiotapu, North Island, New Zealand. Journal of the Geological Society 158, 895-911.