メタンサルシナ・バルケリ

Methanosarcina barkeriは、メタンを生成する古細菌の一種で、メタン生成に使用される基質の範囲が広いことで特徴づけられるMethanosarcina属のタイプ種です。既知のメタン生成菌のほとんどはH ₂と CO ₂からメタンを生成しますが、 M. barkeri はメタノールやメチルアミンなどのメチル化化合物を不均化したり、酢酸を酸化したり、メチル化化合物を H ₂で還元したりすることもできます。これにより、 M. barkeri は、既知の 4 つのメタン生成経路すべてを利用できる数少ないMethanosarcina種の 1 つとなっています。 ^{[ 2 ]}一般的に幅広い基質を利用する他のMethanosarcinalesの中でも、_{高い H 2}分圧が必要なため、 _{H 2}と CO _{2上で生育できる能力はまれです。} ^{[ 3 ] [ 4 ]}他のMethanosarcina種と同様に、 M. barkeriは大きなゲノム（タイプ株MSで4.53 Mbp、Wiesmoor株で4.9 Mbp、CM2株で4.5 Mbp）を持つが、最大の古細菌ゲノムであるMethanosarcina acetivorans（タイプ株C2Aで5.75 Mbp）よりはかなり小さい。 ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}また、特に嫌気性種の中では、遺伝子操作が容易で遺伝学的研究に利用できる数少ない古細菌の1つでもある。 ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

MS (DSM 800、JCM 10043、ATCC 43569) と指定された種のタイプ株は、下水消化槽から分離されました。^{[ 11 ]} 1947 年に Charles Schnellen の博士論文に記載されたM. barkeriの元のタイプ株が失われたため、この株が種のネオタイプとして指定されました。タイプ株 MS の他に、M. barkeri のいくつかの株が記載されています。たとえば、Fusaro 株は、Methanosarcinaの遺伝学的研究によく使用されます。^{[ 12 ]}これは、ナポリ近郊の淡水湖であるFusaro 湖から採取された泥サンプルから分離されました。^{[ 13 ]} 他のMethanosarcina種と同様に、M. barkeri も海洋および淡水堆積物、下水、土壌、埋立地で見つかります。^{[ 14 ]}

メタンサルシナ細胞の形態は、塩濃度などの生育条件に依存します。^{[ 15 ]} M. barkeri はこのような形態の変動を示します。淡水培地で培養すると、これらの微生物はメタンコンドロイチンのマトリックスに埋め込まれた大きな多細胞凝集体に成長しますが、海洋環境では単一の不規則な球菌として成長し、^{[ 15 ]} S 層のみに囲まれ、メタンコンドロイチンはありません。^{[ 16 ]}凝集体は肉眼で見えるほど大きくなることがあります。^{[ 17 ]}メタンサルシナはグラム染色陽性を示すことがありますが、^{[ 17 ]}一般的にグラム染色は変動します。^{[ 18 ]} M. barkeri は、他のほとんどのメタン生成菌と同様の構造を持つ短い脂質細胞膜で構成された厚い細胞壁を持っています。^{[ 16 ]}しかし、その細胞壁にはペプチドグリカンは含まれていません。^{[ 19 ]} M. barkeri株。fusaro には鞭毛はありませんが、ガス小胞の生成によって移動する可能性があります。^{[ 16 ]}これらのガス小胞は、水素と二酸化炭素が存在する場合にのみ生成され、おそらく水素勾配への応答として機能しています。^{[ 16 ]} M. barkeriの染色体は大きく環状で、さまざまな炭素分子を代謝する驚くべき能力に由来しています。^{[ 16 ]}これにより、この種は不動であっても、利用可能なエネルギー源に応じて環境に適応できるため、有利になります。M . barkeriの環状プラスミドは約 20 個の^{[ a ]}遺伝子から構成されています。 ^{[ 16 ]}

Methanosarcina barkeriは、多くの炭素源を発酵させる嫌気性メタン生成菌として独自の性質を持ち、将来のバイオテクノロジーや環境研究に多くの影響を与える可能性があります。^{[ 20 ]} M. barkeriは酸素が極端に少ない牛のルーメンに生息している ため、極度嫌気性菌に分類されます。 ^{[ 21 ]}さらに、 M. barkeriによって牛から生成されるメタンガスは、温室効果ガスの生成に関与する可能性があります。^{[ 21 ]}しかし、 M. barkeri は極限状態でも生存しメタンを生成できるため、 M. barkeri を低 pH 生態系に導入することで、酸性環境を効果的に中和し、他のメタン生成菌にとってより好ましい環境にすることができます。^{[ 21 ]}これにより、人々は埋立地や牛の排泄物から生成される純粋なメタンを利用できるようになります。^{[ 21 ]}明らかに、 M. barkeriの影響は、潜在的な代替エネルギーや投資と関連しています。^{[ 21 ]}

• Rotaru, Amelia-Elena; Shrestha, Pravin Malla; Liu, Fanghua; Markovaite, Beatrice; Chen, Shanshan; Nevin, Kelly P.; Lovley, Derek R. (2014年5月16日). "Geobacter metallireducensとMethanosarcina barkeri間の直接的な種間電子伝達" . Applied and Environmental Microbiology . 80 (15): 4599– 4605. doi : 10.1128/AEM.00895-14 . PMC 4148795 . PMID 24837373 .  

• Bac Dive（細菌多様性メタデータベース）におけるMethanosarcina barkeriのタイプ株