Methanococcus

Methanococcus ist eine Gattung sphärischer (kokkoider) methanogener Archaeen aus der Familie Methanococcaceae im Phylum Methanobacteriota (früher „Euryarchaeota“).^[2][3][4][5] Im Jahr 1984 wurde die frühere Typusart der Gattung, M. mazei, in die Gattung Methanosarcina reklassifiziert und gleichzeitig M. vannielii als neue Typusart festgelegt.^[6] Im Jahr 2002 erfolgte eine weitere Aufspaltung der Gattung durch Abspaltung hyperthermophiler Arten in die Gattung Methanocaldococcus.^{[A. 1]} Die in der Gattung verbliebenen Spezies sind mit Ausnahme der thermophilen Art M. thermolithotrophicus alle mesophil, d. h. sie bevorzugen gemäßigte Temperaturen.

Methanococcus
EM-Aufnahme von Methanococcus maripaludis
Systematik
Reich: Methanobacteriati Stamm: Methanobacteriota Klasse: Methanococci Ordnung: Methanococcales Familie: Methanococcaceae Gattung: Methanococcus
Wissenschaftlicher Name
Methanococcus
Kluyver & van Niel 1936[1]

EM-Aufnahmen von begeißelten und nicht begeißelten Zellen von M. maripaludis. Dicke Pfeile zeigen auf Geißeln (Archaellen), dünne Pfeile zeigen auf dünnere Filamente (vermutlich Pili-Strukturen) Balken: 0,5 μm.

Beschreibung

Die Zellen der Typusart M. vannielii sind annähernd kokkoid und variieren in einer Kultur von 0,5 bis 4,0 µm, gewöhnlich zwischen 1 und 2 µm. Sie sind oft leicht elliptisch und treten häufig paarweise auf. Manchmal ist ein Mitglied eines solchen Paares viel kleiner als das andere und ähnelt daher einer Knospe auf einer Hefezelle. Wenn die Zellen aus tiefen Agar-Kolonien entnommen werden, haben sie oft zunächst sehr verzerrte Formen, nehmen aber bald wieder eine kugelförmige Gestalt an. Der Organismus ist aktiv beweglich, die Zellen beschreiben einzeln oder paarweise eine spiralförmige Bahn. Die Zellwand hat sich als sehr empfindlich gezeigt. Mikroskopische Untersuchungen müssen beispielsweise an Nasspräparaten durchgeführt werden, da die Zellen bei der üblichen Herstellung von getrockneten, gefärbten Ausstrichen zerfallen und dann fast nicht mehr zu erkennen sind. Außerdem werden die Zellen auch durch die Zugabe von Methylcellulose (üblicherweise zur Verlangsamung der Motilität) zerstört. Tiefe Agar-Kolonien sind linsenförmig und hellbraun und haben einen Durchmesser von 0,5 bis 1,0 mm, unter dem Mikroskop erscheint die Oberfläche der Kolonie körnig.^[9]

Kultivierung

Formiat begünstigt ein gutes Wachstum M. vannielii; maximales Wachstum wurde bei einer Formiatkonzentration von 1,5 % erreicht, bei 2 bis 3 % verlangsamt sich das Wachstum und kommt bei 5 % zum Erliegen. Der Ersatz von 0,05 % NH₄Cl (Ammoniumchlorid) durch 0,05 bis 0,1 % (NH₄)₂SO₄ (Ammoniumsulfat) hatte einen leicht positiven Effekt auf das Wachstum, höhere Konzentrationen von Ammoniumsulfat wirkten hemmend. Der pH-Bereich für das Wachstum liegt zwischen 7,4 und 9,2, mit einem Optimum bei pH 8. Während der Fermentation von Natriumformiat steigt der pH-Wert tendenziell schnell an, da dadurch die relativ starke Säure Ameisensäure in Methan und die schwache Säure Kohlendioxid (Kohlensäure) umgewandelt wird.^[9]

Etymologie

Der Gattungsname Methanococcus leitet sich ab von neulateinisch methanum ‚Methan‘ bzw. methano- sich auf Methan beziehend, ‚zu Methan gehörig‘; neulateinisch coccus stammt von altgriechisch κόκκος kókkos, deutsch ‚Kern‘ oder ‚Korn‘, Methanococcus verweist also auf Methankörnchen.^[2]

Das Art-Epitheton ‚vannielii‘ der Typusart wurde zu Ehren von Cornelis Bernardus van Niel vorgeschlagen, der durch die Entwicklung der Kohlendioxid-Reduktionstheorie der Methanogenen die Forschung dieser Organismen maßgeblich vorangetrieben hat.^[9][2]

Systematik

Die hier wiedergegebene Systematik (Artenliste) der Gattung basiert auf folgenden Quellen (Stand 8. Oktober 2025):

• L – List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)^[2]
• N – National Center for Biotechnology Information (NCBI)^[3]
• G – Genome Taxonomy Database (GTDB)^[4]
• W – World Register of Marine Species (WoRMS)^[5]

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Gattung Methanococcus Kluyver & van Niel 1936^(L)[1] oder (Kluyver & van Niel, 1936) emend. Barker, 1936^(W) oder (Kluyver & van Niel, 1936) emend. Barker, 1936, …, nom. cons., emend. Mah & Kuhn 1984^(N)

• Spezies Methanococcus aeolicus Kendall et al. 2006^(L,N) oder Kendall, Liu, Sieprawska-Lupa, Stetter, Whitman & Boone, 2006^(W) [„Methanococcus aeolicus“ Schmid et al. 1984^(N)]
  • Stamm DSM 17508 alias Nankai-3 oder OCM 812^(L,N)
• Spezies Methanococcus maripaludis Jones et al. 1984^(L,N,G) oder Jones, Paynter & Gupta, 1984^(W) [Methanococcus deltae Corder et al. 1988^(L,N)]
  • Stamm DSM 2067^(L,N,G) alias ATCC 43000, JCM 10722, NBRC 101831, OCM 175 oder JJ^(L,N)
  • Stamm RC^(L,G) alias ΔRC, ATCC 35294 oder DSM 2771 (zu M. deltae)^(L)
    – DSM 2771 ist in der GTDB ein von RC verschiedener Stamm
  • Stamm A1^(G)
  • Stamm A4^(G)
  • Stamm A5^(G)
  • Stamm C6^(N)
  • Stamm C7^(N)
  • Stamm C9^(G)
  • Stamm C11^(G)
  • Stamm C12^(G)
  • Stamm C13^(G)
  • Stamm C14^(G)
  • Stamm D1^(G)
  • Stamm KA1^(N,G)
  • Stamm OS7^(N,G)
  • Stamm OS7mut1^(G)
  • Stamm S1^(G)
  • Stamm S2^(N,G)
  • Stamm X1^(N,G)
  • Stamm DSM 7078^(G)
  • Stamm CTOTU39236^(G)
  • Stamm CTOTU39240^(G)
  • Stamm CTOTU39187^(G)
  • Stamm CTOTU39238^(G)
  • Stamm CTOTU39244^(G)
  • Stamm CTOTU39242^(G)
  • Stamm SRR1790646_concoct_42^(G)
  • Stamm DJKA123_ANT-F21_bin.16^(G)
  • Stamm Mic1c10^(G)
  • Stamm MIC098Bin5^(G)
• Spezies Methanococcus maripaludis_A^(G)
  • Stamm C8^(G)
• Spezies Methanococcus maripaludis_D^(G)
  – beim NCBI zu Methanococcus maripaludis
  • Stamm C5^(N,G)
• Spezies „Methanococcus thermophila“ Howell & White 1997^(L)
• Spezies Methanococcus vannielii Stadtman & Barker 1951^(L,N,G,W)[9] (Typusart^(L,G))^[6]
  • Stamm ATCC 35089 alias DSM 1224, JCM 13029, OCM 148^(L,N) oder SB^(L,N,G)
• Spezies Methanococcus voltae Balch & Wolfe 1981^(L,G) oder Balch et al. 1981 emend. Ward et al. 1989^(N) oder Balch, Fox, Magrum, Woses & Wolfe, 1979^(W)
  • Stamm OGC:70^(N) alias ATCC 33273, DSM 1537, NBRC 100457, OCM 70^(L,N) oder PS (Referenz)^(L,N,G)
  • Stamm A2^(G)
  • Stamm A3^(N)
  • Stamm C4^(G)
• Spezies Methanococcus voltae_C^(G)
  • Stamm DSM 14649^(G)
• Spezies Methanococcus voltae_D^(G)
  • Stamm C2^(G)
• Spezies Methanococcus sp. Dex60a43^(N)
• Spezies Methanococcus sp. Fe85_1_1^(N)
• Spezies Methanococcus sp. Mc55_1^(N)
• Spezies Methanococcus sp. Mc55_19^(N)
• Spezies Methanococcus sp. Mc55_2^(N)
• Spezies Methanococcus sp. Mc55_20^(N)
• Spezies Methanococcus sp. Mc70_1^(N)
• Spezies Methanococcus sp. Mc70_2^(N)
• Spezies Methanococcus sp. Mc85_2^(N)
• Spezies Methanococcus sp. Ms33_19^(N)
• Spezies Methanococcus sp. Ms33_20^(N)
• Spezies Methanococcus sp. Ms55_19^(N)
• Spezies Methanococcus sp. Ms55_20^(N)
• Spezies Methanococcus sp. P2F9701a^(N)

Verschiebungen nach LPSN:

• zur Gattung Methanocaldococcus:
  • Methanococcus vulcanius Jeanthon et al. 1999
    ⇒ Methanocaldococcus vulcanius (Jeanthon et al. 1999) Whitman 2002
  • Methanococcus fervens Jeanthon et al. 1999
    ⇒ Methanocaldococcus fervens (Jeanthon et al. 1999) Whitman 2002
  • Methanococcus infernus Jeanthon et al. 1998
    ⇒ Methanocaldococcus infernus (Jeanthon et al. 1998) Whitman 2002
  • Methanococcus jannaschii Jones et al. 1984
    ⇒ Methanocaldococcus jannaschii (Jones et al. 1984) Whitman 2002
  • Methanococcus thermolithotrophicus Huber et al. 1984
    ⇒ Methanothermococcus thermolithotrophicus (Huber et al. 1984) Whitman 2002
  • Methanococcus vulcanius Jeanthon et al. 1999
    ⇒ Methanocaldococcus vulcanius (Jeanthon et al. 1999) Whitman 2002
• zur Gattung Methanosarcina:
  • Methanococcus frisius Blotevogel et al. 1986
    ⇒ Methanosarcina mazei corrig. (Barker 1936) Mah & Kuhn 1984
  • Methanococcus mazei Barker 1936
    ⇒ Methanosarcina mazei corrig. (Barker 1936) Mah & Kuhn 1984^[6]
• zur Gattung Methanohalophilus:
  • Methanococcus halophilus Zhilina 1984
    ⇒ Methanohalophilus halophilus (Zhilina 1984) Wilharm et al. 1991
• zur Gattung Methanotorris:
  • Methanococcus igneus Burggraf et al. 1990
    ⇒ Methanotorris igneus (Burggraf et al. 1990) Whitman 2002

Phylogenie

Die derzeit akzeptierte Taxonomie basiert auf der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)^[2] und dem National Center for Biotechnology Information (NCBI).^[3]

16S-rRNA-basiert: LTP_06_2022[10]	Basierend auf 53 Markerproteinen: GTDB 08-RS214[11]
.   Methanocaldococcaceae  Methanocaldococcus  .  Methanotorris  Methanococcaceae.  Methanofervidicoccus  .  Methanothermococcus thermolithotrophicus (Typusart)  .   .  Methanothermococcus okinawensis     Methanococcus aeolicus  .   Methanococcus.  M. maripaludis  .  M. vannielii (Typusart)     M. voltae Vorlage:Klade/Wartung/Style	Methanococcaceae.  Methanotorris  .   .  Methanofervidicoccus abyssi  .  Methanothermococcus okinawensis     Methanococcus aeolicus  .  Methanothermococcus thermolithotrophicus  .   Methanococcus.  M. voltae  .  M. maripaludis     M. vannielii Vorlage:Klade/Wartung/Style

Anmerkungen

1. Unter anderem wurde dabei die auch hyperthermophile Art M. jannaschii in die Gattung Methanocaldococcus verschoben. Diese Art wurde am Fuße eines „weißen Rauchers“ bei 21 °N auf dem Ostpazifischen Rücken entdeckt^[7] und war das erste vollständig sequenzierte Genom eines Archaeons, das viele neue und eukaryotenähnliche Eigenschaften und Komponenten aufdeckte.^[8]