古細菌から知られているヌクレオシド経路のルビスコは、細菌の多様な耕作されていない門に見られます

メタゲノム研究は最近、候補系門の栽培されていない細菌（CPR）から、古細菌（CPR）から、古細菌でのみ発生すると考えられていたII/III Rubisco遺伝子を発見しました。孤立したCPR細菌はなく、これらの生物は代謝能力が限られていると予測されています。ここでは、既知のルビスコの多様性をCPR系統から拡大します。Parcubacteria（OD1）、WS6およびMicrogenomates（OP11）Phylaの一部のCPR細菌において、古細菌III Rubiscoと遠い類似のRubiscoの形式を報告します。さらに、ペレグリニバクテリア（Per）II/III Rubisco Diversityを大幅に拡張し、ミクロゲンメイトとWS6 Phylaから最初のII/III Rubiscoシーケンスを報告します。これらのRubiscosの代謝コンテキストを提供するために、ゲノムごとにほぼ完全な（> 93％）とWS6細菌の最初の閉じたゲノムを再構築しました。ゲノムおよびバイオインフォマティック分析は、Archaeaで提案されているものと同様のヌクレオシド経路でCPR Rubiscosが機能することを示唆しています。フォームII/III RubiscoおよびNucleoside代謝遺伝子転写産物の検出は、この経路でのin situの動作をサポートします。フォームII/III Rubiscoが触媒的に活性であることを実証し、CO2を細菌の光栄養性Rubisco欠失株の生理学的に光栄養成長を補完するために固定します。私たちは、リボースが顕著な通貨である可能性のある広範囲にわたる単純な代謝プラットフォームを示唆する、義務的に発酵的で小細い生物の放射全体にわたるこれらのルビスコの識別を提案します。

Metagenomic studies recently uncovered form II/III RubisCO genes, originally thought to only occur in archaea, from uncultivated bacteria of the candidate phyla radiation (CPR). There are no isolated CPR bacteria and these organisms are predicted to have limited metabolic capacities. Here we expand the known diversity of RubisCO from CPR lineages. We report a form of RubisCO, distantly similar to the archaeal form III RubisCO, in some CPR bacteria from the Parcubacteria (OD1), WS6 and Microgenomates (OP11) phyla. In addition, we significantly expand the Peregrinibacteria (PER) II/III RubisCO diversity and report the first II/III RubisCO sequences from the Microgenomates and WS6 phyla. To provide a metabolic context for these RubisCOs, we reconstructed near-complete (>93%) PER genomes and the first closed genome for a WS6 bacterium, for which we propose the phylum name Dojkabacteria. Genomic and bioinformatic analyses suggest that the CPR RubisCOs function in a nucleoside pathway similar to that proposed in Archaea. Detection of form II/III RubisCO and nucleoside metabolism gene transcripts from a PER supports the operation of this pathway in situ. We demonstrate that the PER form II/III RubisCO is catalytically active, fixing CO2 to physiologically complement phototrophic growth in a bacterial photoautotrophic RubisCO deletion strain. We propose that the identification of these RubisCOs across a radiation of obligately fermentative, small-celled organisms hints at a widespread, simple metabolic platform in which ribose may be a prominent currency.