生理食塩水湖からの酸イミクバイア株による炭素固定のための逆酸化TCA（ROTCA）

Acidimicrobiiaは本質的に広く分布しており、Calvin-Benson-Bassham（CBB）サイクルを介して独立性であることが示唆されています。ただし、酸性菌における化学リトオート栄養栄養の直接的な証拠は不足しています。ここでは、生理食塩水湖からの化学リトオート栄養濃縮、およびその後の化学リトオートトロピアの分離と特性評価を報告します。EGI L10123T株は独立性ですが、そのゲノムまたは酸性イミクロビアのメタゲノム組み立てゲノム（MAG）は、CBBサイクルに必要な濃縮培養エンコード遺伝子からのものではありません。代わりに、電子ドナーとしての硫化物の酸化と組み合わせた逆酸化TCA（ROTCA）の活性を示唆するゲノム、トランスクリプトーム、酵素、および安定したアイソトープ調査データ。系統解析と祖先の特性の再構築は、酸イミクロビアの祖先の再構成により、不可欠なCBB遺伝子RBCLが多様な微生物分類群からの複数の水平遺伝子移動イベントを通じて獲得されたことを示唆しました。対照的に、硫化物または水素依存性のROTCA炭素固定の原因となった遺伝子は、現存する酸性菌の最後の祖先にすでに存在していました。これらの発見は、酸イミクバイアにおけるROTCA炭素固定の可能性と酸イミクロビアの生態学的重要性を暗示しています。これらの特性がクレード全体で本当に広まっているかどうかを確認するには、将来のさらなる研究が必要です。

Acidimicrobiia are widely distributed in nature and suggested to be autotrophic via the Calvin-Benson-Bassham (CBB) cycle. However, direct evidence of chemolithoautotrophy in Acidimicrobiia is lacking. Here, we report a chemolithoautotrophic enrichment from a saline lake, and the subsequent isolation and characterization of a chemolithoautotroph, Salinilacustristhrix flava EGI L10123T, which belongs to a new Acidimicrobiia family. Although strain EGI L10123T is autotrophic, neither its genome nor Acidimicrobiia metagenome-assembled genomes (MAGs) from the enrichment culture encode genes necessary for the CBB cycle. Instead, genomic, transcriptomic, enzymatic, and stable-isotope probing data hinted at the activity of the reversed oxidative TCA (roTCA) coupled with the oxidation of sulfide as the electron donor. Phylogenetic analysis and ancestral character reconstructions of Acidimicrobiia suggested that the essential CBB gene rbcL was acquired through multiple horizontal gene transfer events from diverse microbial taxa. In contrast, genes responsible for sulfide- or hydrogen-dependent roTCA carbon fixation were already present in the last common ancestor of extant Acidimicrobiia. These findings imply the possibility of roTCA carbon fixation in Acidimicrobiia and the ecological importance of Acidimicrobiia. Further research in the future is necessary to confirm whether these characteristics are truly widespread across the clade.