Forschungsdaten – Titel und Zusammenfassungen von Publikationen, extrahierte Daten und Katalogeinträge – erscheinen in ihrer Originalsprache Englisch.

REM — Cell clusters in close association with (Ni,Fe)S2 nanoparticles during growth on acetate and methanol. Adapted from Spietz RL, Payne D, Boyd ES (2023), Appl Environ Microbiol 89:e00991-23, Fig. 3. Quelle · CC BY 4.0 · None (single-panel figure taken at native resolution from the article PDF; converted to WebP)

Methanogen acetoclastic · Methanogen hydrogenotrophic · Methanogen methylotrophic

Methanosarcina barkeri Fusaro

Halobacteriota · Methanosarcinia · Methanosarcinaceae

ElektroaktivEET inwardBSL-1Datensatz: Partial
  • Methanogen
  • DIET partner
  • Electromethanogenesis
  • Tier 1
Inward
Elektronentransfer
elektroaktiv
35°C
Optimale Temperatur
wächst bei 25–40 °C
7
Optimaler pH-Wert
wächst bei pH 6,5–7,5

01 · Identität

Identität

Wo dieser Organismus im Stammbaum des Lebens steht, wie man ihn bezieht und wie eine Zelle aussieht.

Abstammungslinie

  1. DomäneArchaea
  2. ›PhylumHalobacteriota
  3. ›KlasseMethanosarcinia
  4. ›OrdnungMethanosarcinales
  5. ›FamilieMethanosarcinaceae
  6. ›GattungMethanosarcina
  7. ›ArtMethanosarcina barkeri Fusaro

Stammsammlungen & Zugangsnummern

NCBI-Taxon
269797

Zellmorphologie

Sarcina packets · Archaeal s layer only

  • Beweglich: nein

02 · Elektronentransfer

Elektronentransfer

Wie Elektronen die Zellhülle überwinden – die Eigenschaft, die einen Mikroorganismus in einem elektrochemischen System nützlich macht.

ElektroaktivEET inward
ZELLEPARTNERDIET → G. metallireducense⁻
Elektronen fließen nach innen: Elektrode → Zelle (Elektrotroph)

Mechanismen

Direkter Transfer – Details

Notes
Rotaru et al. (2014) report direct cathode electron uptake. Subsequent work shows much of the current is mediated via abiotically generated H2; the genuine DET fraction remains contested.
Completeness
Contested

Weitere Angaben

Cathode electron uptake mechanism
Contested

03 · Wachstumsbereich

Wachstumsbereich

Die Bedingungen, die dieser Organismus toleriert, wovon er sich ernährt und was er veratmet – das Betriebsfenster für einen Reaktor.

Obligate anaerobeChemolithoautotroph
Temperature35 (25–40) °C
0100 °C
pH7 (6,5–7,5)
014

Energiestoffwechsel

Elektronendonatoren

  • H2
  • Acetate
  • Methanol
  • Cathode

Elektronenakzeptoren

  • CO2

Kohlenstoffquellen

  • Acetate
  • CO2
  • Methanol
  • Methylamines

Stoffwechsel – Details

Carbon fixation pathway
Wood ljungdahl

04 · Wachstums- & Elektronentransferkinetik

Wachstums- & Elektronentransferkinetik

Wie schnell dieser Organismus wächst und wie stark er Elektronen an eine Anode abgibt, wie das Korpus es berichtet, und was diese Konstanten ergeben, wenn man sie rechnet.

Kinetische Belege

ParameterMedian10–90 %nQuelle
Max. spezifische Wachstumsrate μmax0,015 h⁻¹0,005–0,044Gattungs-Prior · 2 Quellen
Halbsättigungskonstante Ks200 mg/L50–6002Gattungs-Prior · 2 Quellen
Biomasseausbeute Y0,03 g/g0,01–0,052Gattungs-Prior · 2 Quellen
Absterbekoeffizient kdNoch nicht im Korpus
Austauschstromdichte i₀Noch nicht im Korpus
Durchtrittsfaktor αNoch nicht im Korpus
Tafel-SteigungNoch nicht im Korpus

Median der extrahierten Werte, die 10–90-%-Streuung dahinter und wie viele Werte er bündelt.

Belegzeilen (0)

Prior auf Gattungsebene: Methanosarcina barkeri

Ein Prior auf Gattungsebene fasst die ganze Gattung zusammen; er ist keine Messung an diesem Stamm.

Konstanten, die die Simulation antreiben

Szenario – Ihre Werte, keine Belege

Anfangssubstrat1.000 mg/L
Anodenpotenzial gegen SHE0 V
Dauer72 h
Anfängliche anhaftende Biomasse0,1 g/m²
Anodenfläche je Flüssigkeitsvolumen100 m²/m³
Reaktorbetrieb

Wachstumssimulation

Szenario: Anfangssubstrat 1.000 mg/L · Anfängliche anhaftende Biomasse 0,1 g/m² · Anodenfläche je Flüssigkeitsvolumen 100 m²/m³ · Dauer 72 h · Satzbetrieb. Ihre Werte, keine Belege.

0,236g/m²
Maximale Biomasse
545,5mg/L
Endsubstrat
Zeit bis 90 % Substratabbau: nicht erreicht
Anhaftende Biomasseg/m²
00,20204060h
Substrat in der Lösungmg/L
05001.0000204060h

Kein Strommodell

Der Strom braucht Max. Stromdichte jmax, Halbsättigungspotenzial E_KA; diese Quelle hat sie nicht.

  • Substratgesättigtes Wachstum

Monod-Wachstum kennt keine Lag-Phase; die Bänder markieren, wo die Nettowachstumsrate nahe ihrem Maximum liegt, fällt, nahe null oder negativ ist.

Hinweise des Simulators
  • decayPerH absent: no endogenous decay term, so growth is an upper bound
  • biofilmDensityKgPerM3 absent: thickness not computed (thicknessUm = null)
  • no anodePotentialVvsShe / overpotentialV given: current not computed (currentDensityAPerM2 = null)

Diese Kurven sind eine Monod- und Nernst-Monod-Idealisierung (nach Marcus et al. 2007 und Torres et al. 2008), parametrisiert allein durch die oben aufgeführten Konstanten: jede trägt ihr n und ihren 10–90-%-Bereich, und eine Konstante mit n = 1 hat gar keine Streuung. Keine Diffusion im Biofilm, keine Ablösung, keine Aufteilung nach coulombscher Effizienz. Die Szenariowerte sind Ihre, keine Belege.

05 · Leistung

Leistung

Berichtete elektrochemische Leistung, die Rolle im Reaktor und was der Organismus produziert.

Rolle im Reaktor

Kammer: CathodeKathode: primary product producer

Produkte (1)

ProduktMax. Titerg/LMax. RateCoulomb-Effizienz
methane———

06 · Ökologie & Biofilm

Ökologie & Biofilm

Wie der Organismus auf einer Elektrode lebt, mit welchen Partnern er kooperiert und wo er in der Natur vorkommt.

Partner im Elektronenaustausch (1)

Ökosysteme

  • Anaerobic digester
  • Freshwater
  • Rice paddy
  • Sediment freshwater

07 · Anwendungen, Stammentwicklung & Sicherheit

Anwendungen, Stammentwicklung & Sicherheit

Wo der Organismus bereits eingesetzt wurde, wie gut er sich gentechnisch verändern lässt und welche Handhabung er erfordert.

Anwendungen (1)

  • Microbial electrosynthesis methane · Bench scale
    TRL 4/9

Biologische Sicherheit

BSL-1
  • Pathogen: nein

08 · Quellen & Datenqualität

Quellen & Datenqualität

Jeder Wert oben lässt sich auf eine Quelle zurückführen. So vollständig und so belastbar ist der Datensatz.

Qualität des Datensatzes

PartialKonfidenz: MediumKuratiert: manual

Literaturstand 2026-05-13 · Schema v1.3.0 · aktualisiert 2026-05-13 · importiert 2026-05-13

Offene Datenlücken (2)

  • Direct vs H2-mediated cathode uptake: contested fraction. Reports use mixed conventions for 'direct' vs 'indirect'.
  • Pure-culture electromethanogenesis rates rarely reported with sufficient gas-headspace controls.

Referenzen (2)

  1. Cheng S, et al. (2009). Direct biological conversion of electrical current into methane by electromethanogenesis. Environ Sci Technol 43:3953-3958.doi:10.1021/es803531g
  2. Rotaru AE, et al. (2014). A new model for electron flow during anaerobic digestion: direct interspecies electron transfer to Methanosaeta for the reduction of carbon dioxide to methane. Energy Environ Sci 7:408-415.doi:10.1039/C3EE42189A