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Das Wachstum von M. acetivorans mit Kohlenmonoxid (CO) als Energiesubstrat unterscheidet sich deutlich von dem anderer methanogener Archaeen. M. acetivorans kann während des Wachstums auf CO zwischen Methanogenese und Azetogenese wechseln. Ein wichtiges Enzym, welches den Kohlenstoff-Fluss im Energiestoffwechsel von M. acetivorans reguliert, ist die N5-Methyl-H4SPT:HS-CoM-Methyltransferase Mtr. Durch die Deletion dieses Enzyms konnte ein Stamm, MKOmtr3, erhalten werden, welcher prinzipiell azetogen auf CO wächst, aber geringe Mengen an zusätzlichen Methylgruppen benötigt. Es zeigte sich, dass das bei der Methylgruppen-Reduktion gebildete Heterodisulfid aus HS-CoB und HS-CoM höchstwahrscheinlich für (eine) essentielle anabole Reaktion(en) benötigt wird. In Zellsuspensionen mit MKOmtr3 wurde festgestellt, dass M. acetivorans aus CO kein Methan bildet, d.h. die Mtr-Reaktion nicht umgangen werden kann. Demgegenüber wurde bei Supplementation mit einem Methylgruppen-Donor CO2 gebildet. Mit Hilfe von [13C]-Markierung konnte gezeigt werden, dass das CO2 nicht aus dem Methylgruppen-Donor, sondern aus intrazellulären Speicherstoffen gebildet wird und die Methylgruppen als Elektronenakzeptor fungieren. Somit konnte in dieser Arbeit die von anderer Seite aufgestellte Hypothese, dass es einen cytoplasmatischen Mtr-Bypass gibt, widerlegt werden. Durch Selektion konnten mehrere Suppressoren von MKOmtr3 erhalten werden, welche in der Lage waren mit CO ohne zusätzliche Methylgruppen zu wachsen. Dabei wurde festgestellt, dass diese Stämme nur noch Spuren von Methan bildeten und somit ausschließlich azetogen wuchsen. Dem Suppressor MKOmtrSF fehlte HdrD, das aktive Zentrum der membranständigen Heterodisulfid-Reduktase (HdrED). Das Fehlen der bisher als essentiell bezeichneten HdrED konnte durch Quantifizierung der Enzymaktivität und gezielter Deletion der codierenden Gene bestätigt werden. Trotz der azetogenen Lebensweise von MKOmtrSF und MKOmtrhdr blieb Mcr essentiell, da es weder gel

Today, the number of known viruses infecting methanogenic archaea is limited. Here, we report on a novel lytic virus, designated Blf4, and its host strain Methanoculleus bourgensis E02.3, a methanogenic archaeon belonging to the Methanomicrobiales, both isolated from a commercial biogas plant in Germany. The virus consists of an icosahedral head 60 nm in diameter and a long non-contractile tail of 125 nm in length, which is consistent with the new isolate belonging to the Siphoviridae family. Electron microscopy revealed that Blf4 attaches to the vegetative cells of M. bourgensis E02.3 as well as to cellular appendages. Apart from M. bourgensis E02.3, none of the tested Methanoculleus strains were lysed by Blf4, indicating a narrow host range. The complete 37 kb dsDNA genome of Blf4 contains 63 open reading frames (ORFs), all organized in the same transcriptional direction. For most of the ORFs, potential functions were predicted. In addition, the genome of the host M. bourgensis E02.3 was sequenced and assembled, resulting in a 2.6 Mbp draft genome consisting of nine contigs. All genes required for a hydrogenotrophic lifestyle were predicted. A CRISPR/Cas system (type I-U) was identified with six spacers directed against Blf4, indicating that this defense system might not be very efficient in fending off invading Blf4 virus.