Polyphasic Taxonomic Analysis of Novel Hyperthermophilic Crenarchaea

Abstract

활화산(필리핀 마욘산)의 토양에서 분리된 Vulcanisaeta thermophila CBA1501 균주와 Thermoproteus thermophilus CBA1502 균주는 혐기성, 초고온성, 호산성이며, 막대 모양의 세포 형태를 보였다. CBA1501 균주는 Vulcanisaeta genus 에 속하는 균주로서 Vulcanisaeta distributa IC-017 그리고 Vulcanisaeta souniana IC-059 균주와 각각 98.5 그리고 97.4%의 16S rRNA 유전자의 상동성을 나타냈다. CBA1501 균주는 너비 0.6–0.7 μm 이고 길이 4.7–9.3 μm 였으며, 75–90 °C (optimum 85 °C), 0–1.0% NaCl (w/v; optimum 0%), 그리고 pH 4.0–6.0 (optimum pH 5.0)에서 성장을 보였다. CBA1501 균주의 DNA G+C content 는 43.1 mol%를 보였다. CBA1502 균주는 Thermoproteus genus 에 속하는 균주로서 Thermoproteus uzoniensis DSM 5263 그리고 Thermoproteus tenax Kra 1 와 각각 99.2 그리고 99.0%의 16S rRNA 유전자의 상동성을 나타냈다. CBA1502 균주는 너비 0.3–0.5 μm 이고 길이 2.9–7.7 μm 였으며, 75–90 °C (optimum 85 °C), 0–0.5% (w/v) NaCl, 그리고 pH 4.0–6.0 (optimum pH 5.0)에서 성장을 보였다. CBA1502 균주의 DNA G+C content 는 46.1 mol%를 보였다. CBA1501 균주와 CBA1502 균주는 생리, 생화학적 특성 분석 및 계통분류학적 분석 통해 각각 Vulcanisaeta thermophila 와 Thermoproteus thermophilus 라고 명명되었다. 그리고 Vulcanisaeta thermophila CBA1501 의 유전체는 차세대 염기서열 분석을 통해 2,022,594 bp 와 49.1% G+C content 로 확인되었다. CBA1501 균주의 염기서열 정보는 향후 극한효소의 산업적 응용 정보를 제공 할 수 있다.

An anaerobic, rod-shaped, hyperthermophilic and acidophilic crenarchaeon, designated strain CBA1501T and CBA1502T, was isolated from solfataric soil of the Mayon volcano in the Republic of the Philippines. Phylogenetic analysis showed that strain CBA1501T is affiliated with the genus Vulcanisaeta in the phylum Crenarchaeota. Sequence similarities between the 16S rRNA gene of strain CBA1501T and those of V. distributa IC-017T and V. souniana IC-059T were 98.5% and 97.4%, respectively. Strain CBA1501T grew between 75–90 °C, over a pH range of 4.0–6.0 and in the presence of 0–1.0% (w/v) NaCl, with optimal growth occurring at 85 °C, pH 5.0, and with 0% (w/v) NaCl. The G+C content of strain CBA1501T was 43.1 mol%. The 16S rRNA gene sequence of strain CBA1502T was most closely related to that of Thermoproteus uzoniensis DSM 5263T (99.2% similarity) and T. tenax Kra 1T (99.0%). Strain CBA1502T grew at 75–90 °C and pH 4.0–6.0 and in the presence of 0–0.5% (w/v) NaCl, with optimal growth at 85 °C and pH 5.0. The DNA G+C content of strain CBA1502T was 62.0 mol%. On the basis of polyphasic taxonomic analysis, strain CBA1501T and CBA1502T are a novel species of the genus Vulcanisaeta and Thermoproteus in the phylum Crenarchaeota, respectively. I propose the names Vulcanisaeta thermophila sp. nov. and Thermoproteus thermophilus sp. nov. The type strains are CBA1501T (= ATCC BAA-2415T = JCM 17228T) and CBA1502T (= ATCC BAA-2416T = JCM 17229T). In addition, I present a draft genome sequence of V. thermophila CBA1501T containing 2,022,594 bp, with 49.1% G+C content. The sequence will provide opportunities for biotechnological applications of hyperthermophilic enzymes.