Gordonia (Bakterien)

Gordonia
Systematik
Domäne:Bakterien (Bacteria)
Abteilung:Actinobacteria
Ordnung:Actinomycetales
Unterordnung:Corynebacterineae
Familie:Nocardiaceae
Gattung:Gordonia
Wissenschaftlicher Name
Gordonia
(ex Tsukamura 1971)
Stackebrandt et al. 1989

Die Gattung Gordonia beinhaltet grampositive auf dem Boden lebende Bakterien. Sie gehören zu den Actinobakterien. Sie sind auf der ganzen Welt verbreitet und bereits an vielen verschiedenen Orten isoliert worden.

Merkmale

Bei den Vertretern der Gattung Gordonia handelt es sich um grampositive Bakterien. Sie sind aerob, benötigen also Sauerstoff für ihr Wachstum. Wie bei vielen Vertretern der Ordnung Actinomycetales bildet auch Gordonia Zellen in Form von Filamenten aus. Diese lang gestreckten und verzweigten Zellen bilden Geflechte, die auch als Myzel bezeichnet werden. Die Filamente können in einzelne Zellen zerfallen, die in der Form Stäbchen oder Kokken ähneln.[1]

Als Vertreter der Actinomycetales in der Abteilung Actinobacteria gehören sie zu den Bakterien mit hohem GC-Gehalt, also einem hohen Anteil der Nukleinbasen Guanin und Cytosin in der Bakterien-DNA. Genetische Untersuchungen an zwei Vertretern haben einen GC-Gehalt von 67 bis 68 Mol-Prozent ergeben.[2] Das Genom weist eine Größe von 5210 bis 5441 Kilobasenpaaren (kb) auf und ist auf einem ringförmigen Bakterienchromosom lokalisiert. Ein untersuchter Bakterienstamm, der als Gordonia sp. KTR9 bezeichnet wird, verfügt zusätzlich noch über drei Plasmide, deren Größe mit 89 kb, 182 kb bzw. 172 kb deutlich geringer ausfällt im Vergleich zum Bakterienchromosom.[2]

Vorkommen und Bedeutung

Wie andere Vertreter der Ordnung Actinomycetales bzw. der Familie Nocardiaceae ist ihr typisches Habitat der Boden. Sie sind auf der ganzen Welt verbreitet und bereits an vielen verschiedenen Orten isoliert worden, z. B. wurde die Spezies Gordonia shandongensis 2007 aus Boden in China isoliert.[3] Gordonia westfalica wurde 2002 in der Nähe von Münster isoliert und nach dem Fundort benannt.[4]

Sie sind von ökologischer Bedeutung, da sie zahlreiche organische Verbindungen abbauen, die von den meisten Bakterien nicht verwertet werden können, unter anderem Kohlenwasserstoffe. So ist beispielsweise die Spezies Gordonia polyisoprenivorans in der Lage, Polyisopren-Kautschuk (die künstlich produzierte Variante des Naturkautschuks) abzubauen, sie wurde 1999 aus dem Schmutzwasser in einem verfallenen Autoreifen isoliert.[1] Dieser Fund führte zu einem Screening Programm, in dem nach „Gummi-abbauenden Mikroorganismen“ (rubber-degrading microorganisms) gesucht wurde, denn zuvor gab es wenig Erkenntnisse über die Systematik dieser Bakterien. Mit dem Wort Gummi ist ursprünglich der Naturkautschuk gemeint. Kautschuk ist ein Polymer, das aus den Monomeren (Untereinheiten) Isopren aufgebaut ist, das Polymer wird als cis-1,4-Polyisopren bezeichnet. Die synthetisch hergestellte Variante Isopren-Kautschuk ist vergleichbar aufgebaut. Im Rahmen des Screenings wurden noch weitere Bakterien gefunden, die in der Lage sind, cis-1,4-Polyisopren abzubauen, u. a. Gordonia westfalica.[4]

Auch weitere im Boden vorhandene, häufig durch den Menschen eingebrachte (anthropogene) Stoffe können durch Gordonia-Arten abgebaut werden. Gordonia alkanivorans kann Alkane, eine Gruppe der gesättigten Kohlenwasserstoffe, abbauen und wurde in mit Teer kontaminiertem Boden gefunden. Sogenannte persistente Stoffe sind Verbindungen, die im Allgemeinen unverändert in der Umwelt verbleiben, allerdings hat man zuletzt Gordonia-Arten entdeckt, die einzelne dieser Stoffe abbauen können. Beispiele dafür sind vom Pyridin abgeleitete Verbindungen, wie das 3-Methylpyridin (3-Picolin) und das 3-Ethylpyridin, die ebenfalls durch Gordonia alkanivorans abgebaut werden können. Die schwefelhaltigen Verbindungen Benzothiophen und Dibenzothiophen können durch Gordonia desulfuricans bzw. Gordonia amicalis abgebaut werden.[4][5]

Systematik

Historische Entwicklung

Viele Arten von Rhodococcus wurden neu bestimmt und 1989 der Gattung Gordona zugeordnet.[6] 1997 wurde der Gattungsname dann in Gordonia korrigiert.[7] Der Name wurde zu Ehren von Ruth E. Gordon gewählt, die in Fachkreisen für ihre Arbeit an der Bakteriensystematik geschätzt wird.[5] Die Arbeiten von Stackebrandt u. a. führten 1997 dazu, dass Gordonia als Typgattung der neu etablierten Familie Gordoniaceae festgelegt wurde.[7] Zu dieser Familie kamen noch die neu entdeckten Gattungen Skermania (1997) und Millisia (2006) hinzu.[8]

Genetische Untersuchungen der 16S rRNA, ein für Prokaryoten typischer Vertreter der ribosomalen RNA zeigten, dass die zuletzt entdeckten Gattungen wie auch die Gattung Williamsia phylogenetisch zwischen den Familien Gordoniaceae und Nocardiaceae einzuordnen sind, dies führte 2009 dazu, die Familien Gordoniaceae und Nocardiaceae zu der erweiterten Familie Nocardiaceae zu kombinieren.[9]

Aktuelle Systematik

Bislang (Stand 2013) sind 34 Arten von Gordonia entdeckt worden. Gordonia bronchialis ist die Typusart der Gattung, hier die bekannten Arten:[5]

  • Gordonia aichiensis(ex Tsukamura 1983) Klatte et al. 1994
  • Gordonia alkaliphilaCha und Cha 2013
  • Gordonia alkanivoransKummer et al. 1999
  • Gordonia amarae(Lechevalier und Lechevalier 1974) Klatte et al. 1994
  • Gordonia amicalisKim et al. 2000
  • Gordonia araiiKageyama et al. 2006
  • Gordonia bronchialis(Tsukamura 1971) Stackebrandt et al. 1989
  • Gordonia caeniSrinivasan et al. 2012
  • Gordonia cholesterolivoransDrzyzga et al. 2009
  • Gordonia defluviiSoddell et al. 2006
  • Gordonia desulfuricansKim et al. 1999
  • Gordonia effusaKageyama et al. 2006
  • Gordonia hankookensisPark et al. 2009
  • Gordonia hirsutaKlatte et al. 1996
  • Gordonia humiKämpfer et al. 2011
  • Gordonia hydrophobicaBendinger et al. 1995
  • Gordonia kroppenstedtiiKim et al. 2009
  • Gordonia lacunaele Roes et al. 2009
  • Gordonia malaquaeYassin et al. 2007
  • Gordonia namibiensisBrandão et al. 2002
  • Gordonia neofelifaecisLiu et al. 2011
  • Gordonia otitidisIida et al. 2005
  • Gordonia paraffinivoransXue et al. 2003
  • Gordonia phosphorivoransKämpfer et al. 2013
  • Gordonia polyisoprenivoransLinos et al. 1999
  • Gordonia rhizospheraTakeuchi und Hatano 1998
  • Gordonia rubripertincta(Hefferan 1904) Stackebrandt et al. 1989
  • Gordonia shandongensisLuo et al. 2007
  • Gordonia sihwensisKim et al. 2003
  • Gordonia sinesedisMaldonado et al. 2003
  • Gordonia soliShen et al. 2006
  • Gordonia sputi(Tsukamura 1978) Stackebrandt et al. 1989 emend. Riegel et al. 1994
  • Gordonia terrae(Tsukamura 1971) Stackebrandt et al. 1989
  • Gordonia westfalicaLinos et al. 2002

Quellen

Literatur

  • Validation of the Publication of New Names and New Combinations Previously Effectively Published Outside the IJSB (Validation List N° 30). In: International Journal of Systematic Bacteriology. Band 39, Nr. 3, 1. Juli 1989, ISSN 0020-7713, S. 371, doi:10.1099/00207713-39-3-371.
  • Martin Dworkin, Stanley Falkow, Eugene Rosenberg, Karl-Heinz Schleifer, Erko Stackebrandt (Hrsg.): The Prokaryotes. A Handbook on the Biology of Bacteria. 3. Auflage. Band 3: Archaea. Bacteria: Firmicutes, Actinomycetes. Springer-Verlag, New York / London 2006, ISBN 0-387-25493-5, doi:10.1007/0-387-30743-5.

Einzelnachweise

  1. ↑ a b A. Linos, A. Steinbüchel, C. Spröer, R. M. Kroppenstedt: Gordonia polyisoprenivorans sp. nov., a rubber-degrading actinomycete isolated from an automobile tyre. In: International Journal of Systematic Bacteriology. Band 49, Nr. 4, Oktober 1999, S. 1785–1791, ISSN 0020-7713. PMID 10555361.
  2. ↑ a b Gordonia sp. overview. In: Webseite Genome des National Center for Biotechnology Information (NCBI). Abgerufen am 23. Dezember 2013.
  3. ↑ H. Luo, Q. Gu u. a.: Gordonia shandongensis sp. nov., isolated from soil in China. In: International journal of systematic and evolutionary microbiology. Band 57, Nr. 3, März 2007, S. 605–608, ISSN 1466-5026. doi:10.1099/ijs.0.64536-0. PMID 17329793.
  4. ↑ a b c A. Linos, M. M. Berekaa u. a.: Gordonia westfalica sp. nov., a novel rubber-degrading actinomycete. In: International journal of systematic and evolutionary microbiology. Band 52, Nr. 4, Juli 2002, S. 1133–1139, ISSN 1466-5026. PMID 12148617.
  5. ↑ a b c Jean Euzéby, Aidan C. Parte: Genus Gordonia. In: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Abgerufen am 23. Dezember 2013.
  6. ↑ E. Stackebrandt, J. Smida, M. D. Collins: Evidence of phylogenetic heterogeneity within the genus Rhodococcus: Revival of the genus Gordona (Tsukamura). In: The Journal of General and Applied Microbiology. Band 34, Nummer 4, 1988, S. 341–348, ISSN 1349-8037. doi:10.2323/jgam.34.341.
  7. ↑ a b E. Stackebrandt, F. A. Rainey, N. L. Ward-Rainey: Proposal for a New Hierarchic Classification System, Actinobacteria classis nov. In: International Journal of Systematic Bacteriology. Band 47, Nummer 2, April 1997, S. 479–491, ISSN 0020-7713. doi:10.1099/00207713-47-2-479.
  8. ↑ Jean Euzéby, Aidan C. Parte: Phylum „Actinobacteria“. In: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Abgerufen am 23. Dezember 2013.
  9. ↑ X. Y. Zhi, W. J. Li, E. Stackebrandt: An update of the structure and 16S rRNA gene sequence-based definition of higher ranks of the class Actinobacteria, with the proposal of two new suborders and four new families and emended descriptions of the existing higher taxa. In: International journal of systematic and evolutionary microbiology. Band 59, Nr. 3, März 2009, S. 589–608, ISSN 1466-5026. doi:10.1099/ijs.0.65780-0. PMID 19244447.

Weblinks