AT528175A2 - Methanothermobacter strain and method using the same - Google Patents

Methanothermobacter strain and method using the same

Info

Publication number
AT528175A2
AT528175A2 ATA50058/2024A AT500582024A AT528175A2 AT 528175 A2 AT528175 A2 AT 528175A2 AT 500582024 A AT500582024 A AT 500582024A AT 528175 A2 AT528175 A2 AT 528175A2
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
methanothermobacter
strain
amino acid
marburgensis
sequence
Prior art date
Application number
ATA50058/2024A
Other languages
German (de)
Original Assignee
Arkeon Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arkeon Gmbh filed Critical Arkeon Gmbh
Priority to ATA50058/2024A priority Critical patent/AT528175A2/en
Publication of AT528175A2 publication Critical patent/AT528175A2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205Bacterial isolates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/88Lyases (4.)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y403/00Carbon-nitrogen lyases (4.3)
    • C12Y403/02Amidine-lyases (4.3.2)
    • C12Y403/02001Argininosuccinate lyase (4.3.2.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen Stamm von Methanothermobacter bereit, der eine Prolinproduktionsrate aufweist, die niedriger als die Prolinproduktionsrate von Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 ist, und/oder eine Glycinproduktionsrate aufweist, die höher als die Glycinproduktionsrate von Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 ist. Der Stamm weist bevorzugt eine Argininosuccinatlyase (ASL) auf, wobei es sich bei dem Aminosäurerest 51 um Leucin, Isoleucin, Valin oder Alanin handelt. Insbesondere ist der Stamm Methanothermobacter marburgensis bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ) unter der Hinterlegungsnummer DSM 34858 hinterlegt. Verfahren und Verwendung von Zellen des Stammes zur industriellen Herstellung von Aminosäuren, insbesondere Glycin.The present invention provides a strain of Methanothermobacter having a proline production rate lower than the proline production rate of Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 and/or a glycine production rate higher than the glycine production rate of Methanothermobacter marburgensis DSM 2133. The strain preferably has an argininosuccinate lyase (ASL), wherein amino acid residue 51 is leucine, isoleucine, valine, or alanine. In particular, the strain Methanothermobacter marburgensis is deposited with the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH (DSMZ) under the deposit number DSM 34858. Method and use of cells of the strain for the industrial production of amino acids, in particular glycine.

Description

Das Gebiet der vorliegenden Erfindung betrifft Stämme der Archaea-Gattung Methanothermobacter und deren biotechnologische The field of the present invention relates to strains of the Archaea genus Methanothermobacter and their biotechnological

Verwendungen. HINTERGRUND Uses. BACKGROUND

Methanogene Archaeen sind für die Fähigkeit bekannt, Methan (CH) als Endprodukt ihres Energiestoffwechsels zu erzeugen (siehe z. B. Mand & Metcalf, 2019). Einige von ihnen sind in der Lage, autotroph, hydrogenotroph zu wachsen, indem sie Kohlendioxid (CO,) mit molekularem Wasserstoff (H,) zu CH, reduzieren, und spielen eine entscheidende Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf (Lyu et al. 2018). Entsprechend ihrem Substratnutzungsspektrum können Methanogene in verschiedene Stoffwechselgruppen eingeteilt werden: hydrogenotroph (H,, Formiat oder einfache Alkohole), acetoklastisch (Acetat), methylotroph (Verbindungen, die eine Methylgruppe enthalten), H;abhängige methylotroph (methylierte Verbindungen mit H, als Elektronendonor) und methoxydotroph (methoxylierte aromatische Verbindungen) (Mayumi et al. 2016, Kurth et al. 2020). Die Biologie der methanogenen Archaeen wird auch in älteren Publikationen wie Zeikus, 1977 diskutiert. Eine standardisierte Methanogenic archaea are known for their ability to produce methane (CH) as the end product of their energy metabolism (see, e.g., Mand & Metcalf, 2019). Some of them are capable of autotrophic, hydrogenotrophic growth by reducing carbon dioxide (CO) with molecular hydrogen (H) to CH, and play a crucial role in the global carbon cycle (Lyu et al. 2018). According to their substrate utilization spectrum, methanogens can be divided into different metabolic groups: hydrogenotrophic (H,, formate, or simple alcohols), acetoclastic (acetate), methylotrophic (compounds containing a methyl group), H;-dependent methylotrophic (methylated compounds with H as an electron donor), and methoxydotrophic (methoxylated aromatic compounds) (Mayumi et al. 2016, Kurth et al. 2020). The biology of methanogenic archaea is also discussed in older publications such as Zeikus, 1977. A standardized

Taxonomie der Archaea ist in Rinke et al, 2021 offenbart. Taxonomy of Archaea is revealed in Rinke et al, 2021.

Rittmann et al, 2021, betrifft generell den Einsatz von Rittmann et al, 2021, generally concerns the use of

Archaeen in der Biotechnologie. Archaea in biotechnology.

Mehrere Studien diskutieren den Einsatz von methanogenen Archaeen in der erneuerbaren Energieerzeugung durch Reduktion von CO, mit H, zu CH, (Pappenreiter et al. 2019, Rittmann et al. 2018, Mauerhofer et al. 2018, Abdel Azim et al. 2018, Abdel Azim et al. 2017, Rittmann 2015, Mauerhofer et al. 2021, Rittmann et al, 2012, Martin et al., 2013). Liu et al., 2021, befassen sich mit den Auswirkungen verschiedener Aminosäuren und ihrer Konfigurationen auf die Methanausbeute und die Biotransformation von Zwischenmetaboliten während der anaeroben Verdauung. WO 2012/110256 Al offenbart ein Verfahren zur Umwandlung von Kohlendioxid und Wasserstoff zu Methan durch methanogene Mikroorganismen. WO 2014/128300 Al betrifft ein Verfahren und Several studies discuss the use of methanogenic archaea in renewable energy production by reducing CO with H to CH (Pappenreiter et al. 2019, Rittmann et al. 2018, Mauerhofer et al. 2018, Abdel Azim et al. 2018, Abdel Azim et al. 2017, Rittmann 2015, Mauerhofer et al. 2021, Rittmann et al. 2012, Martin et al. 2013). Liu et al. 2021 address the effects of different amino acids and their configurations on methane yield and the biotransformation of intermediate metabolites during anaerobic digestion. WO 2012/110256 A1 discloses a process for the conversion of carbon dioxide and hydrogen to methane by methanogenic microorganisms. WO 2014/128300 A1 relates to a process and

System zur Herstellung von Methan unter Verwendung von System for producing methane using

Stickstoffkonzentrationen in der flüssigen Phase. Nitrogen concentrations in the liquid phase.

WO 2017/070726 Al betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Kulturstatus von Mikrobenkulturen, wie beispielsweise Kulturen WO 2017/070726 A1 relates to a method for determining the culture status of microbial cultures, such as cultures

mit hydrogenotrophen methanogenen Mikroorganismen. with hydrogenotrophic methanogenic microorganisms.

Hoffarth et al, 2019, betrifft die Wirkung von N, auf die biologische Methanisierung in einem kontinuierlichen Hoffarth et al, 2019, concerns the effect of N on biological methanation in a continuous

Rührkesselreaktor mit Methanothermobacter marburgensis. Stirred tank reactor with Methanothermobacter marburgensis.

US 2011/281333 Al bezieht sich auf die Methanproduktion aus einzelligen Organismen, wie Methanogenen. Das Wachstum von Methanogenen umfasst den Verbrauch von Kohlendioxid, um Methan zu produzieren. Verfahren zur Steigerung des Wachstums werden offenbart. US 2011/281333 A1 relates to methane production from single-celled organisms, such as methanogens. The growth of methanogens involves the consumption of carbon dioxide to produce methane. Methods for enhancing growth are disclosed.

US 2018/0179559 Al betrifft ein biologisches und chemisches Verfahren, bei dem chemoautotrophe Mikroorganismen zur chemosynthetischen Fixierung von Kohlendioxid und/oder anderen anorganischen Kohlenstoffquellen in organischen Verbindungen und zur Erzeugung zusätzlicher nützlicher Produkte verwendet werden. Die Mikroorganismen können aus vielen verschiedenen Bakterien-US 2018/0179559 A1 relates to a biological and chemical process in which chemoautotrophic microorganisms are used for the chemosynthetic fixation of carbon dioxide and/or other inorganic carbon sources in organic compounds and for the production of additional useful products. The microorganisms can be selected from many different bacterial

und Archaeenspezies ausgewählt werden. and archaea species are selected.

Die EP 2 192 170 Al betrifft einen aminosäureproduzierenden Mikroorganismus und ein Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren. Offenbart ist ein Mikroorganismus (bevorzugt ausgewählt aus Gamma-Proteobakterien, coryneformen Bakterien oder Bakterien, die zu den Gattungen Alicyclobacillus, Bacillus oder des Hefepilzes Saccharomyces gehören), der die Fähigkeit hat, eine L-Aminosäure zu produzieren, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus L-Lysin, L-Threonin, L-Tryptophan, LPhenylalanin, L-Valin, L-Leucin, L-Isoleucin und L-Serin besteht, und der so modifiziert wurde, dass die Aktivität von EP 2 192 170 A1 relates to an amino acid-producing microorganism and a process for producing amino acids. Disclosed is a microorganism (preferably selected from gamma-proteobacteria, coryneform bacteria or bacteria belonging to the genera Alicyclobacillus, Bacillus or the yeast Saccharomyces) which has the ability to produce an L-amino acid selected from the group consisting of L-lysine, L-threonine, L-tryptophan, L-phenylalanine, L-valine, L-leucine, L-isoleucine and L-serine, and which has been modified such that the activity of

Pyruvatsynthase oder Pyruvat:NADP'-Oxidoreduktase erhöht wird. WO 2016/179545 Al und US 2018/0163240 Al offenbaren Pyruvate synthase or pyruvate:NADP'-oxidoreductase is increased. WO 2016/179545 A1 and US 2018/0163240 A1 disclose

Zusammensetzungen und Verfahren zur biologischen Produktion von Compositions and processes for the biological production of

Methionin. Methionine.

US 2019/0194630 Al und US 2017/0130211 Al betreffen Zusammensetzungen und Verfahren zur biologischen Produktion von US 2019/0194630 Al and US 2017/0130211 Al relate to compositions and methods for the biological production of

Aminosäuren in hydrogenotrophen Mikroorganismen. Insbesondere Amino acids in hydrogenotrophic microorganisms. In particular

Methanosarcina ausgewählt sein. Methanosarcina should be selected.

Die WO 2020/252335 Al betrifft Verfahren und Anlagen zur fermentativen Herstellung von Produkten. Insbesondere wird ein Verfahren offenbart, das Folgendes umfasst: (a) Zuführen eines gasförmigen Gemisches, das CO, und H, umfasst, wobei x 1 oder 2 ist, einer Stickstoffquelle und gegebenenfalls einer Schwefelquelle zu einem Bioreaktor, der hydrogenotrophe Mikroorganismen enthält, unter solchen Bedingungen, dass die hydrogenotrophen Mikroorganismen mindestens ein Fermentationsprodukt erzeugen, das aus einer Aminosäure, einem Alkohol, Aldehyd oder Keton, einer Carbonsäure oder einer Hydroxyl- oder Ketosäure ausgewählt ist; (b) Entfernen eines Gasstroms aus dem Bioreaktor, wobei der Gasstrom mindestens eine Verbindung aufweist, die aus einer schwefelhaltigen Verbindung, einer stickstoffhaltigen Verbindung, H,, CO, und einer Kohlenwasserstoffverbindung ausgewählt ist, wobei x 1 oder 2 ist; (c) Entfernen eines flüssigen Stroms aus dem Bioreaktor, der Fermentationsbrühe, hydrogenotrophe Mikroorganismen und Fermentationsprodukt umfasst; und (d) Abtrennen der hydrogenotrophen Mikroorganismen aus dem flüssigen Strom und Rückführen der hydrogenotrophen Mikroorganismen in den Bioreaktor. Die hydrogenotrophen Mikroorganismen können aus WO 2020/252335 A1 relates to processes and plants for the fermentative production of products. In particular, a process is disclosed which comprises: (a) feeding a gaseous mixture comprising CO and H, where x is 1 or 2, a nitrogen source, and optionally a sulfur source to a bioreactor containing hydrogenotrophic microorganisms under conditions such that the hydrogenotrophic microorganisms produce at least one fermentation product selected from an amino acid, an alcohol, aldehyde or ketone, a carboxylic acid, or a hydroxyl or keto acid; (b) removing a gas stream from the bioreactor, the gas stream comprising at least one compound selected from a sulfur-containing compound, a nitrogen-containing compound, H,, CO, and a hydrocarbon compound, where x is 1 or 2; (c) removing a liquid stream from the bioreactor comprising fermentation broth, hydrogenotrophic microorganisms and fermentation product; and (d) separating the hydrogenotrophic microorganisms from the liquid stream and returning the hydrogenotrophic microorganisms to the bioreactor. The hydrogenotrophic microorganisms may be

methanogenen Archaeen ausgewählt werden. methanogenic archaea are selected.

WO 2023/247740 Al, WO 2023/247741 Al und WO 2023/247742 AL betreffen Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren mit methanogenen Mikroorganismen in einem Bioreaktor. Grob gesagt offenbaren die Dokumente ein Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren durch Fermentation in einem Bioreaktor, wobei der Bioreaktor methanogene Mikroorganismen in einer Fermentationsbrühe umfasst, wobei das Verfahren mindestens den Schritt des Zuführens einer gasförmigen Kohlenstoffquelle, die Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid umfasst, einer Stickstoffquelle, die Stickstoffgas umfasst, und bevorzugt einer Schwefelquelle in den Bioreaktor unter solchen Bedingungen umfasst, dass die methanogenen Mikroorganismen die Aminosäuren produzieren. Bevorzugte methanogene Mikroorganismen sind z.B. Archaeen ausgewählt aus Methanothermobacter, Methanothermococcus WO 2023/247740 A1, WO 2023/247741 A1, and WO 2023/247742 A1 relate to methods for producing amino acids using methanogenic microorganisms in a bioreactor. Roughly speaking, the documents disclose a method for producing amino acids by fermentation in a bioreactor, wherein the bioreactor comprises methanogenic microorganisms in a fermentation broth, the method comprising at least the step of supplying a gaseous carbon source comprising carbon dioxide and/or carbon monoxide, a nitrogen source comprising nitrogen gas, and preferably a sulfur source to the bioreactor under conditions such that the methanogenic microorganisms produce the amino acids. Preferred methanogenic microorganisms are, for example, archaea selected from Methanothermobacter, Methanothermococcus

und Methanococcus. and Methanococcus.

Die WO 2023/247743 Al betrifft ein Verfahren zur fermentativen Herstellung von Norvalin. Insbesondere offenbart das Dokument ein Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren durch Fermentation in einem Bioreaktor, wobei der Bioreaktor methanogene Mikroorganismen in einer Fermentationsbrühe umfasst, wobei das Verfahren mindestens den Schritt des Zuführens einer gasförmigen Kohlenstoffquelle, die Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid umfasst, einer Stickstoffquelle und bevorzugt einer Schwefelquelle zu dem Bioreaktor unter solchen Bedingungen umfasst, dass die methanogenen Mikroorganismen die Aminosäuren WO 2023/247743 A1 relates to a process for the fermentative production of norvaline. In particular, the document discloses a process for the production of amino acids by fermentation in a bioreactor, wherein the bioreactor comprises methanogenic microorganisms in a fermentation broth, the process comprising at least the step of supplying a gaseous carbon source comprising carbon dioxide and/or carbon monoxide, a nitrogen source and preferably a sulfur source to the bioreactor under conditions such that the methanogenic microorganisms produce the amino acids

produzieren, wobei die Aminosäuren Norvalin umfassen. produce, with the amino acids including norvaline.

Taubner et al, 2023, stellen eine Lipidomik und vergleichende Metabolitenausscheidungsanalyse von methanogenen Archaeen bereit. Das Dokument präsentiert das Lipidom und eine umfassende quantitative Analyse der proteinogenen Aminosäureausscheidung sowie der Methan-, Wasser- und Biomasseproduktion der drei autotrophen, hydrogenotrophen Methanogene: Methanothermobacter marburgensis, Methanothermococcus okinawensis und Methanocaldococcus Villosus bei unterschiedlichen Temperaturen und Nährstoffversorgungen. Die Muster und Produktionsraten der ausgeschiedenen Aminosäuren und des Lipidoms sind für jedes getestete Methanogen einzigartig und können durch Variation der Inkubationstemperatur bzw. Substratkonzentration moduliert werden. Dem Dokument zufolge wird die Fähigkeit, Aminosäureproduktionsprozesse unter Verwendung eines kostengünstigen Substrats (H,/CO,) zu skalieren, die Verwendung von Methanogenen der industriellen Taubner et al., 2023, provide a lipidomics and comparative metabolite excretion analysis of methanogenic archaea. The paper presents the lipidome and a comprehensive quantitative analysis of proteinogenic amino acid excretion as well as methane, water, and biomass production of three autotrophic, hydrogenotrophic methanogens: Methanothermobacter marburgensis, Methanothermococcus okinawensis, and Methanocaldococcus villosus at different temperatures and nutrient supplies. The patterns and production rates of excreted amino acids and the lipidome are unique for each tested methanogen and can be modulated by varying the incubation temperature and substrate concentration, respectively. According to the paper, the ability to scale amino acid production processes using a low-cost substrate (H2/CO2) will facilitate the use of industrial-scale methanogens.

Kommerzialisierung näher bringen. Bring commercialization closer.

Folglich besteht ein Bedarf an Methanogenen, die besser an die Produktionsbedingungen im industriellen Maßstab, insbesondere für die Aminosäureproduktion, und die spezifischen Consequently, there is a need for methanogens that are better adapted to industrial-scale production conditions, especially for amino acid production, and the specific

Bedürfnisse solcher Umgebungen angepasst sind. adapted to the needs of such environments.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solche Methanogenstämme und biotechnologische Verfahren zu ihrer Verwendung, insbesondere zur Herstellung von Aminosäuren, bereitzustellen. Diese Verfahren sollten in hohem Maße für die industrielle Aminoproduktion geeignet sein und/oder einen oder mehrere Nachteile von im Stand der Technik bekannten It is therefore an object of the present invention to provide such methanogen strains and biotechnological processes for their use, in particular for the production of amino acids. These processes should be highly suitable for industrial amino acid production and/or overcome one or more disadvantages of prior art processes.

Methanogenstämmen überwinden. Overcome methanogenic strains.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Stamm von Methanothermobacter mit einer Prolinproduktionsrate, die niedriger ist als die Prolinproduktionsrate von Methanothermobacter marburgensis, hinterlegt bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ) unter der Hinterlegungsnummer DSM 2133 (Methanothermobacter marburgensis DSM 2133), und/oder mit einer Glycinproduktionsrate, die höher ist als die Glycinproduktionsrate von Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 (wenn beide Stämme unter den vergleichbaren Bedingungen, bevorzugt unter den gleichen Bedingungen, kultiviert werden). Die Produktionsrate kann auf einer molaren Basis oder einer Gewichtsbasis berechnet werden. Bevorzugt wird die The present invention relates to a strain of Methanothermobacter with a proline production rate that is lower than the proline production rate of Methanothermobacter marburgensis, deposited with the Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ) under the deposit number DSM 2133 (Methanothermobacter marburgensis DSM 2133), and/or with a glycine production rate that is higher than the glycine production rate of Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 (when both strains are cultivated under comparable conditions, preferably under the same conditions). The production rate can be calculated on a molar basis or a weight basis. Preferably, the

Produktionsrate auf Gewichtsbasis (z. B. mg L”* h”) berechnet. Production rate calculated on a weight basis (e.g. mg L”* h”).

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Stamm von Methanothermobacter mit einem Prolinanteil an den insgesamt sekretierten Aminosäuren, der niedriger ist als der Prolinanteil an den insgesamt sekretierten Aminosäuren von Methanothermobacter marburgensis DSM 2133, und/oder einem Glycinanteil an den insgesamt sekretierten Aminosäuren, der höher ist als der Glycinanteil an den insgesamt sekretierten Aminosäuren von Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 (wenn beide Stämme unter den vergleichbaren Bedingungen, bevorzugt unter den gleichen Bedingungen, kultiviert werden). Der Anteil kann auf molarer Basis oder auf Gewichtsbasis berechnet werden. The present invention further relates to a strain of Methanothermobacter with a proline content of the total secreted amino acids that is lower than the proline content of the total secreted amino acids of Methanothermobacter marburgensis DSM 2133, and/or a glycine content of the total secreted amino acids that is higher than the glycine content of the total secreted amino acids of Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 (when both strains are cultivated under comparable conditions, preferably under the same conditions). The content can be calculated on a molar basis or on a weight basis.

Bevorzugt wird der Anteil auf Gewichtsbasis berechnet. Preferably, the proportion is calculated on a weight basis.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Stamm von Methanothermobacter, der eine Argininosuccinatlyase (ASL) aufweist, wobei es sich bei dem Aminosäurerest 51 um Leucin, Isoleucin, Valin oder Alanin, insbesondere Leucin oder Another object of the present invention is a strain of Methanothermobacter which has an argininosuccinate lyase (ASL), wherein the amino acid residue 51 is leucine, isoleucine, valine or alanine, in particular leucine or

Isoleucin, handelt. Isoleucine.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Stamm von Methanothermobacter marburgensis, der am 21. November 2023 bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ) unter der Hinterlegungsnummer DSM 34858 hinterlegt wurde (hierin auch als Methanothermobacter Another object of the present invention is a strain of Methanothermobacter marburgensis, which was deposited on November 21, 2023, with the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH (DSMZ) under the deposit number DSM 34858 (herein also referred to as Methanothermobacter

marburgensis Arkeon bezeichnet). marburgensis Arkeon).

einen Bioreaktor, der die Fermentationsbrühe umfasst. a bioreactor containing the fermentation broth.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung solcher Stämme zur Herstellung von Aminosäuren (bevorzugt Glycin), insbesondere einer (einzigen) Aminosäure, bevorzugt einer (einzigen) kanonischen Aminosäure wie Glycin, in einer Reinheit von mehr als 50 Gew.-% (Gew.-%), bevorzugt mehr als 60 Gew.-%, weiter bevorzugt mehr als 70 Gew.-%, noch weiter In a further aspect, the present invention relates to the use of such strains for producing amino acids (preferably glycine), in particular a (single) amino acid, preferably a (single) canonical amino acid such as glycine, in a purity of more than 50 wt.% (wt.%), preferably more than 60 wt.%, more preferably more than 70 wt.%, even further

bevorzugt mehr als 80 Gew.-%, insbesondere mehr als 90 Gew.-%. preferably more than 80 wt%, in particular more than 90 wt%.

In noch einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur fermentativen Herstellung von Aminosäuren in einem Bioreaktor. Der Bioreaktor enthält Zellen des erfindungsgemäßen Stammes in einer Fermentationsbrühe. Dieses Verfahren umfasst mindestens die Schritte des Zuführens einer gasförmigen Kohlenstoffquelle, die Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid umfasst, einer Stickstoffquelle und bevorzugt einer Schwefelquelle zu dem Bioreaktor unter solchen Bedingungen, dass die methanogenen Mikroorganismen die Aminosäuren produzieren; und Ernten mindestens eines Teils der Aminosäuren aus der Fermentationsbrühe. Dieser Teil kann nur eine einzige Aminosäure oder mehrere Aminosäuren (wie Glycin) umfassen. In Ausführungsformen kann die Aminosäure in einer Reinheit von mehr als 50 Gew.-%, bevorzugt mehr als 60 Gew.-%, bevorzugter mehr als 70 Gew.-%, noch bevorzugter mehr als 80 In yet another aspect, the present invention relates to a process for the fermentative production of amino acids in a bioreactor. The bioreactor contains cells of the strain according to the invention in a fermentation broth. This process comprises at least the steps of supplying a gaseous carbon source comprising carbon dioxide and/or carbon monoxide, a nitrogen source, and preferably a sulfur source to the bioreactor under conditions such that the methanogenic microorganisms produce the amino acids; and harvesting at least a portion of the amino acids from the fermentation broth. This portion may comprise only a single amino acid or several amino acids (such as glycine). In embodiments, the amino acid may be present in a purity of more than 50 wt.%, preferably more than 60 wt.%, more preferably more than 70 wt.%, even more preferably more than 80

Q Q

Gew.-%, insbesondere mehr als 90 Gew.-% vorliegen. % by weight, in particular more than 90 % by weight.

Die Erfinder fanden heraus, dass ein Stamm von Methanothermobacter mit einer Prolinproduktionsrate, die niedriger ist als die Prolinproduktionsrate von Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 und/oder mit einer Glycinproduktionsrate, die höher ist als die Glycinproduktionsrate von Methanothermobacter marburgensis DSM 2133, für die industrielle Aminosäureproduktion gut geeignet ist. Insbesondere aufgrund der niedrigeren Prolinproduktionsrate (siehe Fig. 1) ist es möglich, die Produktion anderer Aminosäuren in höherer Reinheit zu erreichen. Der Stamm bildet auch eine ausgezeichnete Grundlage, um die Aminosäureproduktion weiter zu verschieben, um die Produktion einer einzelnen The inventors found that a strain of Methanothermobacter with a proline production rate lower than that of Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 and/or with a glycine production rate higher than that of Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 is well suited for industrial amino acid production. In particular, due to the lower proline production rate (see Fig. 1), it is possible to achieve the production of other amino acids in higher purity. The strain also forms an excellent basis for further shifting amino acid production to facilitate the production of a single

Aminosäure (wie Glycin) bei höheren Reinheiten zu erreichen, z. amino acid (such as glycine) at higher purities, e.g.

Glycin beobachtet (siehe Fig. 4). DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Glycine was observed (see Fig. 4). DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Die nachstehende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf alle oben genannten Aspekte der Erfindung, sofern sie nicht The following detailed description refers to all aspects of the invention mentioned above, unless

ausdrücklich ausgeschlossen werden. are expressly excluded.

Aminosäuren werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt: Lebens- und Futtermittel, Landwirtschaft, Arzneimittel und sogar Verpackungen und Gehäuse. Die Biosynthese proteinogener Aminosäuren ist ein wichtiger Zweig der Biotechnologie (Becker und Wittmann 2012). Das metabolische Potenzial von Archaeen hinsichtlich der Aminosäureproduktion Amino acids are used in a wide variety of fields: food and feed, agriculture, pharmaceuticals, and even packaging and housing. The biosynthesis of proteinogenic amino acids is an important branch of biotechnology (Becker and Wittmann 2012). The metabolic potential of archaea regarding amino acid production

wurde Jedoch bisher stark übersehen (Pfeifer et al. 2021). However, it has been largely overlooked so far (Pfeifer et al. 2021).

Das Enzym ASL (EC 4.3.2.1) katalysiert den Abbau von Argininosuccinat in Fumarat und Arginin. Es ist bei allen Spezies an der Biosynthese von Arginin beteiligt. In Archaeen und Bakterien wird es vom argH-Gen kodiert. Es wurde eine funktionelle Konservierung zwischen archäaler ASL und den entsprechenden bakteriellen und eukaryalen Genen beobachtet (Cohen-Kupiec, et al, 1999). The enzyme ASL (EC 4.3.2.1) catalyzes the degradation of argininosuccinate into fumarate and arginine. It is involved in arginine biosynthesis in all species. In archaea and bacteria, it is encoded by the argH gene. Functional conservation has been observed between archaeal ASL and the corresponding bacterial and eukaryotic genes (Cohen-Kupiec et al., 1999).

Mehrere ASL-Sequenzen von Methanothermobacter wurden in öffentlichen Sequenzdatenbanken hinterlegt, darunter in UniProt mit den folgenden Identifikatoren 026369.1 (Methanothermobacter thermautotrophicus) und D9PVR6.1 ( Methanothermobacter Several ASL sequences of Methanothermobacter have been deposited in public sequence databases, including UniProt with the following identifiers 026369.1 (Methanothermobacter thermautotrophicus) and D9PVR6.1 (Methanothermobacter

marburgensis). marburgensis).

Untypischerweise ist der ASL-Rest mit der Position 51 (Methanothermobacter-Konsensussequenz: .„.MLA*XEXII°X°*... (SEQ ID NO: 4); wobei jede hochgestellte Zahl die Position in der Atypically, the ASL residue at position 51 (Methanothermobacter consensus sequence: .„.MLA*XEXII°X°*... (SEQ ID NO: 4); where each superscript number represents the position in the

Serin, Aspartat oder Asparagin handeln kann. Serine, aspartate or asparagine.

Auffallend ist, dass die Argininproduktion metabolisch eng mit der Prolinproduktion verbunden ist. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird die Hypothese aufgestellt, dass diese ungewöhnliche Aminosäuresubstitution in ASL zumindest teilweise die strukturelle Grundlage für den anderen Phänotyp des erfindungsgemäßen Stamms im Vergleich zu Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 (d. h. die niedrigere Prolinproduktionsrate, die den erfinderischen Schritt zu einem günstigeren Ausgangspunkt für die Verschiebung der Aminosäureproduktion in Richtung anderer Aminosäuren bei höheren Reinheiten macht) bildet. Strikingly, arginine production is metabolically closely linked to proline production. Without being bound to any particular theory, it is hypothesized that this unusual amino acid substitution in ASL forms, at least in part, the structural basis for the different phenotype of the inventive strain compared to Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 (i.e., the lower proline production rate, which makes the inventive step a more favorable starting point for shifting amino acid production toward other amino acids at higher purities).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Aminosäurerest an Position 51 der ASL um Leucin oder According to a preferred embodiment, the amino acid residue at position 51 of the ASL is leucine or

Isoleucin, insbesondere Leucin. Isoleucine, especially leucine.

Der erfindungsgemäße Stamm DSM 34858 erwies sich als am engsten verwandt mit Methanothermobacter marburgensis Marburg (DSMZ-Hinterlegungsscode 2133). Abgesehen von Methanothermobacter marburgensis ist diese Aminosäuresubstitution an Position 51 der ASL jedoch auch in anderen Methanothermobacter-Hintergründen nützlich. Dementsprechend ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Stamm von Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter thermautotrophicus, Methanothermobacter crinale, Methanothermobacter thermoflexus, Methanothermobacter thermophilus, Methanothermobacter sp. CaT2 (siehe z.B. Kosaka et al, 2013), Methanothermobacter sp. DP (siehe z.B. Prabhaharan, et al, 2023), Methanothermobacter sp. KEPCO-1 (siehe z.B. Jeon, et al, 2020), Methanothermobacter sp. THM-1 (siehe z.B. Jeon, et The strain according to the invention, DSM 34858, was found to be most closely related to Methanothermobacter marburgensis Marburg (DSMZ accession code 2133). However, apart from Methanothermobacter marburgensis, this amino acid substitution at position 51 of the ASL is also useful in other Methanothermobacter backgrounds. Accordingly, in a further preferred embodiment, the strain of Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter thermautotrophicus, Methanothermobacter crinale, Methanothermobacter thermoflexus, Methanothermobacter thermophilus, Methanothermobacter sp. CaT2 (see, e.g., Kosaka et al., 2013), Methanothermobacter sp. DP (see, e.g., Prabhaharan et al., 2023), Methanothermobacter sp. KEPCO-1 (see e.g. Jeon, et al, 2020), Methanothermobacter sp. THM-1 (see e.g. Jeon, et

al, 2021 ) oder Methanothermobacter tenebrarum. al, 2021) or Methanothermobacter tenebrarum.

Die ASL-Protein- und argH-Gensequenz, die im Stamm DSM 34858 gefunden wurden, waren die folgenden: > SEQ ID NO: 1 The ASL protein and argH gene sequences found in strain DSM 34858 were as follows: > SEQ ID NO: 1

MNLRAGRLKRGMEDEAAEFTSSLTFDHHIFEADVDCNIAHTTMLAHEGIILEEVADKIIEALETLREEGVEALDMDP SVEDIHMAVENYVTARIGEEAGFMHTGKSRNDQVATDLRLALREKIKLISHELLDFIDRIAEMALEHTGTVMVGYTH LQHAQPTTLAHHLMAYAHSLKRDYERLQDTLKRIDINPLGSAAMTTTTFPINRELTTELLGFSDYMRNSMDAVSARD FIAEAIFDLSVLAVNLSRISEEMILWSTYEFGMIEIPDEFSSTSSIMPOKKNPDVAEIARAKTSTVQGALFSVLGIM KALPYTYNRDLQEITPHLWRATDTALSMIRVVRGMLLGIRVNRDRALELAGANFATATDLADILVRERGIPFRVAHR IVGRLVTRAIADGLGPSDIDSEYLDEVSLEVTGKRLELDQELVRRALDPLENVRMRMVPGGPAPEMVRAAIDDIRAF VESERTT MNLRAGRLKRGMEDEAAEFTSSLTFDHHIFEADVDCNIAHTTMLAHEGIILEEVADKIIEALETLREEGVEALDMDP SVEDIHMAVENYVTARIGEEAGFMHTGKSRNDQVATDLRLALREKIKLISHELLDFIDRIAEMALEHTGTVMVGYTH LQHAQPTTLAHHLMAYAHSLKRDYERLQDTLKRIDINPLGSAAMTTTTFPINRELTTELLGFSDYMRNSMDAVSARD FIAEAIFDLSVLAVNLSRISEEMILWSTYEFGMIEIPDEFSSTSSIMPOKKNPDVAEIARAKTSTVQGALFSVLGIM KALPYTYNRDLQEITPHLWRATDTALSMIRVVRGMLLGIRVNRDRALELAGANFATATDLADILVRERGIPFRVAHR IVGRLVTRAIADGLGPSDIDSEYLDEVSLEVTGKRLELDQELVRRALDPLENVRMRMVPGGPAPEMVRAAIDDIRAF VESERTT

> SEQ ID NO: 2 > SEQ ID NO: 2

TTGAACCTGAGGGETGGCAGATTAAAGAGGGGTATGGAGGATGAGGCAGEGGAGT TTACETCATECETCACATTCGA CCACCACATATTCGAGGEGGATGTTGACTGTAACATTGCACACACAACGATGETGGECCATGAGGGTATAATACTGG AGGAAGTGGCAGATAAGATCATAGAAGCECETTGAAACCCTCAGGGAGGAGGGTGTCGAGGECETTGACATGGACCCG TCGGTGGAGGATATCCACATGGETGTTGAGAACTACGTGACAGECAGGATAGGTGAGGAAGECGGGTTCATGCACAC AGGTAAATCCAGGAACGACCAGGTTGCAACTGACETTEGECETGGECETGAGGGAGAAGATAAAATTAATCAGECACG AACTCCTTGATTTTATTGATAGGATAGETGAAATGGCACTTGAGCACACAGGGACTGTCATGGTTGGETACACCECAC CTCCAGCATGECCAGECAACAACCETTGECECACFCACETCATGGECTATGECCACETECCTGAAAAGGGACTATGAGAG GETCECAGGACACCCTGAAGAGGATTGACATCAACCCGETGGGTTECGEGGECATGACAACCACAACATTECCGATAA ACAGGGAACTCACAACGGAACTTECTGGGTTTETETGATTACATGAGGAACTCCATGGACGEGGTGAGTGEAAGGGAC TTCATAGCAGAGGCAATATTTGACCETCETCAGTGETGGEGGTGAACETCAGCAGGATECTCAGAGGAGATGATACTCTG GAGCACCTACGAGTTTGGCATGATAGAGATCCCTGATGAATTETCATCAACATCATCGATAATGECCCAGAAGAAGA ACCCETGACGTTGECGAGATAGECAGGGEAAAGACETECCACGGTTCAGGGGGEAETETTETETGTACTTGGAATCATG AAGGECEETEEECTACACCETACAACAGGGACEETECCAGGAGATCACACECCACETETGGAGGGECACCGACAETGEALET GTCAATGATCCGTGTCGTGAGGGGGATGETECTGGGEAT CAGGGT TAACCGGGACAGGGCACT TGAACTTGCAGGGG CCAACTTTGCAACCGCAACAGACETTGEAGATATECTTGTCAGGGAGEGEGGEATACECETTCAGGGTGGECCACAGA ATAGTTGGAAGGCETGGTCACAAGGGECATTGECGATGGAETEGGGEEETETGACATAGAT TCAGAGTACCETTGATGA GGTGAGECTEGAGGTCACCGGGAAGAGACTTGAACTTGACCAGGAACTTGTGAGGAGGGEEETTGATECCACTTGAGA ATGTCAGGATGAGGATGGTTCCAGGTGGACCGGCEACETGAGATGGTCAGGGEGGECATTGATGATATCAGGGEETTT GTGGAGTCTGAGAGGACAACCTAA TTGAACCTGAGGGETGGCAGATTAAAGAGGGGTATGGAGGATGAGGCAGEGGAGT TTACETCATECETCACATTCGA CCACCACATATTCGAGGEGGATGTTGACTGTAACATTGCACACACAACGATGETGGECCATGAGGGTATAATACTGG AGGAAGTGGCAGATAAGATCATAGAAGCECETTGAAACCCTCAGGGAGGAGGGTGTCGAGGECETTGACATGGACCCG TCGGTGGAGGATATCCACATGGETGTTGAGAACTACGTGACAGECAGGATAGGTGAGGAAGECGGGTTCATGCACAC AGGTAAATCCAGGAACGACCAGGTTGCAACTGACETTEGECETGGECETGAGGGAGAAGATAAAATTAATCAGECACG AACTCCTTGATTTTATTGATAGGATAGETGAAATGGCACTTGAGCACACAGGGACTGTCATGGTTGGETACACCECAC CTCCAGCATGECCAGECAACAACCETTGECECACFCACETCATGGECTATGECCACETECCTGAAAAGGGACTATGAGAG GETCECAGGACACCCTGAAGAGGATTGACATCAACCCGETGGGTTECGEGGECATGACAACCACAACATTECCGATAA ACAGGGAACTCACAACGGAACTTECTGGGTTTETETGATTACATGAGGAACTCCATGGACGEGGTGAGTGEAAGGGAC TTCATAGCAGAGGCAATATTTTGACCETCETCAGTGETGGEGGTGAACETCAGCAGGATECTCAGAGGAGATGATACTCTG GAGCACCTACGAGTTTGGCATGATAGAGATCCCTGATGAATTETCATCAACATCATCGATAATGECCCAGAAGAAGA ACCCETGACGTTGECGAGATAGECAGGGEAAAGACETECCACGGTTCAGGGGGEAETETETETGTACTTGGAATCATG AAGGECEETEEECTACACCETACAACAGGGACEETECCAGGAGATCACACECCACETETGGAGGGECACCGACAETGEALET GTCAATGATCCGTGTCGTGAGGGGGATGETECTGGGEAT CAGGGT TAACCGGGACAGGGCACT TGAACTTGCAGGGG CCAACTTTGCAACCGCAACAGACETTGEAGATATECTTGTCAGGGAGEGEGGEATACECETTCAGGGTGGECCACAGA ATAGTTGGAAGGCETGGTCACAAGGGECATTGECGATGGAETEGGGEEETETGACATAGAT TCAGAGTACCETTGATGA GGTGAGECTEGAGGTCACCGGGAAGAGACTTGAACTTGACCAGGAACTTGTGAGGAGGGEEETTGATECCACTTGAGA ATGTCAGGATGAGGATGGTTCCAGGTGGACCGGCEACETGAGATGGTCAGGGEGGECATTGATGATATCAGGGEETTT GTGGAGTCTGAGAGGACAACCTAA

Dementsprechend weist der Stamm in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine (funktionelle oder aktive) ASL Accordingly, in a further preferred embodiment, the strain has a (functional or active) ASL

auf, die eine Sequenz mit mindestens 80 %, bevorzugt mindestens which contains a sequence with at least 80%, preferably at least

85 %, bevorzugter mindestens 90 %, noch bevorzugter mindestens 95 % oder sogar mindestens 97,5 %, noch bevorzugter mindestens 85%, more preferably at least 90%, even more preferably at least 95% or even at least 97.5%, even more preferably at least

Q Q

98 % oder sogar mindestens 99 % Identität, insbesondere mindestens 99,5 % oder sogar mindestens 99,75 % Identität zu der gesamten durch SEQ ID NO: 1 identifizierten Sequenz umfasst, mit der Maßgabe, dass es sich bei dem Aminosäurerest 51 um Leucin, 98% or even at least 99% identity, in particular at least 99.5% or even at least 99.75% identity to the entire sequence identified by SEQ ID NO: 1, with the proviso that amino acid residue 51 is leucine,

Isoleucin, Valin oder Alanin handelt. Isoleucine, valine or alanine.

Alternativ oder zusätzlich dazu weist der Stamm bevorzugt ein ASL (oder argH) -Gen auf, das eine Sequenz mit mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 75 %, bevorzugter mindestens 80 %, noch Alternatively or additionally, the strain preferably has an ASL (or argH) gene having a sequence of at least 70%, preferably at least 75%, more preferably at least 80%, still

Q Q

bevorzugter mindestens 85 % oder sogar mindestens 90 %, noch preferably at least 85% or even at least 90%, nor

Q Q Q Q

bevorzugter mindestens 95 % oder sogar mindestens 97,5 % preferably at least 95% or even at least 97.5%

Q Q

Identität, insbesondere mindestens 99 % oder sogar mindestens 99,5 % Identität zu der gesamten durch SEOQ ID NO: 2 identifizierten Sequenz umfasst, mit der Maßgabe, dass das ASLGen für eine ASL mit dem Aminosäurerest 51 Leucin, Isoleucin, Identity, in particular at least 99% or even at least 99.5% identity to the entire sequence identified by SEOQ ID NO: 2, with the proviso that the ASLGene encodes an ASL with the amino acid residue 51 leucine, isoleucine,

Valin oder Alanin kodiert. Valine or alanine encoded.

Noch bevorzugter ist ein Stamm mit einer ASL, die die durch SEO ID NO: 1 identifizierte Sequenz umfasst oder aufweist (bevorzugt bestehend aus der durch SEO ID NO: 1 identifizierten Even more preferred is a strain having an ASL comprising or having the sequence identified by SEO ID NO: 1 (preferably consisting of the sequence identified by SEO ID NO: 1

Sequenz). sequence).

Gemäß einem weiteren Vorzug weist der Stamm ein ASL-Gen (auf einem Chromosom oder einem Plasmid) auf, das die durch SEQ ID NO: 2 identifizierte Sequenz umfasst oder aufweist (bevorzugt According to a further preference, the strain has an ASL gene (on a chromosome or a plasmid) comprising or having the sequence identified by SEQ ID NO: 2 (preferably

bestehend aus der durch SEQ ID NO: 2 identifizierten Sequenz). consisting of the sequence identified by SEQ ID NO: 2).

Es wurde festgestellt, dass der Stamm DSM 34858 die folgende 165-RNA aufweist: > SEQ ID NO: 3 Strain DSM 34858 was found to have the following 165 RNA: > SEQ ID NO: 3

GTTTGATCCTGGEGGAGGETACTGETATTGGGGT TEGAT TAAGECATGCAAGTCGAACGAACETTGTGTTEGTGGEG AACGGCETCAGTAACACGTGGATAACCETGECETTGGGACTGGGATAACCCCGGGAAACTGGGGATAAACCETGGATAGG TGATGCEGGECTGGAATGGTGETTCACCGAAACACCECTTEGGGGTGECCAAGGATGGGTETGEGGECGAT TAGGTAGT TGGTAGGGTAACGGECTACCAAGECCATCATCGGTACGGGTTGTGAGAGCAAGAGECCGGAGATGGAACCETGAGACA AGGTTCCAGGECCETACGGGGEGEAGEAGGEGEGAAACETECGEAATGEACGEAAGTGEGACGGGGGAACCCECCAAGTG CCACTCETTAACGGGGTGGETTTTCAGAAGTGTAAAAAGETTETGGAATAAGGGETGGGEAAGAECGGTGECAGECGE CGCEGGTAACACCGGCEAGETCAAGTGGTAGECGETTTTATTGGGECTAAAGEGTECGTAGECGGTETGATAAGTETET GGTGAAATCCCGCAGETTAACTGTGGGAATTGETGGAGATACTATCATGACTCGAGGTCGGGAGAGGETGGAGGTAC TCCCAGGGTAGGGGTGAAATCECTGTAATECTGGGAGGACCACETGTGGEGAAGGEGTECAGETGGAACGAACETGAC GTTTGATCCTGGEGGAGGETACTGETATTGGGGT TEGAT TAAGECATGCAAGTCGAACGAACETTGTGTTEGTGGEG AACGGCETCAGTAACACGTGGATAACCETGECETTGGGACTGGGATAACCCCGGGAAACTGGGGATAAACCETGGATAGG TGATGCEGGECTGGAATGGTGETTCACCGAAACACCECTTEGGGGTGECCAAGGATGGGTETGEGGECGAT TAGGTAGT TGGTAGGGTAACGGECTACCAAGECCATCATCGGTACGGGTTGTGAGAGCAAGAGECCGGAGATGGAACCETGAGACA AGGTTCCAGGECCETACGGGGEGEAGEAGGEGEGAAACETECGEAATGEACGEAAGTGEGACGGGGGAACCCECCAAGTG CCACTCETTAACGGGGTGGETTTTCAGAAGTGTAAAAAGETTETGGAATAAGGGETGGGEAAGAECGGTGECAGECGE CGCEGGTAACACCGGCEAGETCAAGTGGTAGECGETTTTATTGGGECTAAAGEGTECGTAGECGGTETGATAAGTETET GGTGAAATCCCGCAGETTAACTGTGGGAATTGETGGAGATACTATCATGACTCGAGGTCGGGAGAGGETGGAGGTAC TCCCAGGGTAGGGGTGAAATCECTGTAATECTGGGAGGACCACETGTGGEGAAGGEGTECAGETGGAACGAACETGAC

GGTGAGGGACGAAAGCCAGGGGEGEGAACCGGAT TAGATACCCGGGTAGTECTGGECGTAAACGATGTGGACTTGGT GTTGGGATGGETTEGAGETGECECAGTGECGAAGGGAAGETGT TAAGTECACCGECTGGGAAGTACGGEEGEAAGEC TGAAACTTAAAGGAATTGGCGGGGGAGCACCACAACGEGTGGAGECTGEGGTTTAATTGGATTCAACGECGGACATC TCACCAGGGGEGACAGCAGTATGATGGECAGGTTGATGACETTGECTGACGAGETGAGAGGAGGTGCATGEECGECG TCAGCETCEGTACCGTGAGGEGTECTGTTAAGTCAGGEAACGAGEGAGACCCACGEEETTAGTTACCAGEGGGAECETT TGGGGTTGECGGGEACACTAAGGGGACCGECAGTGATAAACTGGAGGAAGGAGTGGACGACGGTAGGTECGTATGEC CCGAATECCCTGGGEAACACGEGGGEETACAATGGEECTGGACAATGGGT TECGACACTGAAAGGTGGAGGTAATECEC TAAACCAGGTCGTAGTTCGGATCGAGGGETGTAACTEGECETEGTGAAGETGGAATGEGTAGTAATCGEGTGTCATT ATCGECGEGGTGAATACGTEEETGETEETTGEACACACCGEEEGTCACGECACCCAAAAAGGGET TGGATGAGGECAC AGTATTTTGCTGTGGTECGAATECTGGGTTETTTGAGGAGGGEGAAGTCGTAACAAGGTAGECGTAGGGGAACCETGEGG CTGGATCACCETECTT GGTGAGGGACGAAAGCCAGGGGEGEGAACCCGAT TAGATACCCGGGTAGTECTGGECGTAAACGATGTGGACTTGGT GTTGGGATGGETTEGAGETGECECAGTGECGAAGGGAAGETGT TAAGTECACCGECTGGGAAGTACGGEEGEAAGEC TGAAACTTAAAGGAATTGGCGGGGGAGCACCACAACGEGTGGAGECTGEGGTTTAATTGGATTCAACGECGGACATC TCACCAGGGGEGACAGCAGTATGATGGECAGGTTGATGACETTGECTGACGAGETGAGAGGAGGTGCATGEECGECG TCAGCETCEGTACCGTGAGGEGTECTGTTAAGTCAGGEAACGAGEGAGACCCACGEEETTAGTTACCAGEGGGAECETT TGGGGTTGECGGGEACACTAAGGGGACCGECAGTGATAAACTGGAGGAAGGAGTGGACGACGGTAGGTECGTATGEC CCGAATECCCTGGGEAACACGEGGGEETACAATGGEECTGGACAATGGGT TECGACACTGAAAGGTGGAGGTAATECEC TAAACCAGGTCGTAGTTCGGATCGAGGGETGTAACTEGECETEGTGAAGETGGAATGEGTAGTAATCGEGTGTCATT ATCGECGEGGTGAATACGTEEETGETEETTGEACACACCGEEEGTCACGECACCCAAAAAGGGET TGGATGAGGECAC AGTATTTTGCTGTGGTECGAATECTGGGTTETTTGAGGAGGGEGAAGTCGTAACAAGGTAGECGTAGGGGAACCETGEGG CTGGATCACCETECTT

Daher weist die 165 ribosomale RNA des erfindungsgemäßen Stamms in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die durch SEO ID NO: 3 identifizierte Sequenz auf. Therefore, in a further preferred embodiment, the 165 ribosomal RNA of the strain according to the invention has the sequence identified by SEO ID NO: 3.

Der erfindungsgemäße Stamm (insbesondere der als DSM 34858 hinterlegte Stamm) kann unter Bedingungen kultiviert werden, wie sie im Stand der Technik bekannt sind (siehe z. B. Taubner et The strain according to the invention (in particular the strain deposited as DSM 34858) can be cultivated under conditions known in the art (see, for example, Taubner et

al, 2023) oder wie im Beispielabschnitt offenbart. al, 2023) or as disclosed in the example section.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Verfahren ein kontinuierlicher Prozess mit oder ohne Zellretention, ein FedBatch-Prozess, ein Batch-Prozess, ein Closed-Batch-Prozess, ein Repetitive-Batch-Prozess, ein Repetitive-Fed-Batch-Prozess oder ein Repetitive-Closed-Batch-Prozess, bevorzugt ein kontinuierlicher Prozess, ein Fed-Batch-Prozess oder ein Repetitive-Fed-Batch-Prozess, insbesondere ein kontinuierlicher Prozess. Besonders bevorzugt ist, dass der kontinuierliche Prozess (Kultur) ein Chemostatprozess (Kultur) ist, insbesondere According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the method is a continuous process with or without cell retention, a fed-batch process, a batch process, a closed-batch process, a repetitive batch process, a repetitive fed-batch process, or a repetitive closed-batch process, preferably a continuous process, a fed-batch process, or a repetitive fed-batch process, in particular a continuous process. It is particularly preferred that the continuous process (culture) is a chemostat process (culture), in particular

mit kontrolliertem pH-Wert (mit oder ohne Zellretention). with controlled pH (with or without cell retention).

Insbesondere für kontinuierliche Kultur kann der Schritt des Erntens das Entfernen eines flüssigen Stroms aus dem Bioreaktor, wobei der flüssige Strom Fermentationsbrühe, methanogene Mikroorganismen (d. h. Zellen des Stamms) und produzierte Aminosäuren (z. B. im Überstand der Fermentationsbrühe) umfasst, das Abtrennen der methanogenen Mikroorganismen aus dem flüssigen Strom (z. B. durch Filtration) und das Rückführen der In particular for continuous culture, the harvesting step may comprise removing a liquid stream from the bioreactor, the liquid stream comprising fermentation broth, methanogenic microorganisms (i.e. cells of the strain) and produced amino acids (e.g. in the supernatant of the fermentation broth), separating the methanogenic microorganisms from the liquid stream (e.g. by filtration) and recycling the

methanogenen Mikroorganismen in den Bioreaktor beinhalten. Die methanogenic microorganisms in the bioreactor. The

geernteten Aminosäuren (die in einer flüssigen Fraktion der Fermentationsbrühe vorhanden sein können) werden dann bevorzugt weiter gereinigt, z. B. durch im Stand der Technik bekannte Harvested amino acids (which may be present in a liquid fraction of the fermentation broth) are then preferably further purified, e.g., by methods known in the art

Verfahren wie Chromatographie. Methods such as chromatography.

Der erfindungsgemäße Stamm erwies sich während der Kultivierung als relativ robust. Es ist daher sehr bevorzugt, dass mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 60 %, weiter bevorzugt mindestens 70 %, noch weiter bevorzugt mindestens 80 %, insbesondere mindestens 90 % oder sogar mindestens 95 % der methanogenen Mikroorganismen (d. h. Zellen des erfindungsgemäßen Stamms) vor und während der Ernte lebensfähig und/oder intakt bleiben. Dies gilt insbesondere für die methanogenen Mikroorganismen, die in einem aus dem Bioreaktor entnommenen Flüssigkeitsstrom vorhanden sind (z. B. in kontinuierlicher Kultur). Die methanogenen Mikroorganismen können dann wieder in The strain according to the invention proved to be relatively robust during cultivation. It is therefore highly preferred that at least 50%, preferably at least 60%, further preferably at least 70%, even more preferably at least 80%, in particular at least 90% or even at least 95% of the methanogenic microorganisms (i.e., cells of the strain according to the invention) remain viable and/or intact before and during harvest. This applies in particular to the methanogenic microorganisms present in a liquid stream removed from the bioreactor (e.g., in continuous culture). The methanogenic microorganisms can then be reintroduced into

den Bioreaktor zurückgeführt werden. be returned to the bioreactor.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die Gesamtaminosäurekonzentration im Überstand der Fermentationsbrühe (eingesetzt im Ernteschritt) mindestens 1 umol/L, bevorzugt mindestens 5 umol/L, weiter bevorzugt mindestens 10 umol/L oder sogar mindestens 25 umol/L, noch weiter bevorzugt mindestens 50 umol/L oder sogar mindestens 100 umol/L, insbesondere mindestens 150 umol/L. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Überstand eine Gesamtaminosäurekonzentration von mindestens 200 umol/L, bevorzugt mindestens 500 umol/L, insbesondere mindestens 1000 umol/L (oder noch höhere According to a further preferred embodiment, the total amino acid concentration in the supernatant of the fermentation broth (used in the harvesting step) is at least 1 μmol/L, preferably at least 5 μmol/L, more preferably at least 10 μmol/L or even at least 25 μmol/L, even more preferably at least 50 μmol/L or even at least 100 μmol/L, in particular at least 150 μmol/L. It is particularly preferred if the supernatant has a total amino acid concentration of at least 200 μmol/L, preferably at least 500 μmol/L, in particular at least 1000 μmol/L (or even higher

Untergrenzen) aufweist. lower limits).

Die biologische Fixierung von molekularem Stickstoff (N,) ist ein Schlüsselprozess im globalen Stickstoffkreislauf, wo sie eng mit dem Kohlenstoffkreislauf verbunden ist. Mit 16 Mol ATP pro Mol N, fix ist es einer der teuersten Stoffwechselprozesse (Thamdrup 2012; Hu und Ribbe 2012). Bestimmte Stämme von Archaeen, aber auch Bakterien, sind in der Lage, N, zu fixieren (Fernandez et al. 2019). Dieser biologische Prozess wird als Diazotrophie bezeichnet. Diazotrophes Wachstum wurde erstmalig 1984 bei Archaeen berichtet, als gezeigt wurde, dass Methanosarcina barkeri (Murray und Zinder 1984) und Methanococcus thermolithotrophicus (Belay et al. 1984) in der The biological fixation of molecular nitrogen (N,) is a key process in the global nitrogen cycle, where it is closely linked to the carbon cycle. With 16 mol ATP per mol N, fixed, it is one of the most expensive metabolic processes (Thamdrup 2012; Hu and Ribbe 2012). Certain strains of archaea, but also bacteria, are able to fix N, (Fernandez et al. 2019). This biological process is called diazotrophy. Diazotrophic growth was first reported in archaea in 1984, when it was shown that Methanosarcina barkeri (Murray and Zinder 1984) and Methanococcus thermolithotrophicus (Belay et al. 1984) in the

Lage waren, N, zu fixieren. Die für die Reduktion von N, were able to fix N. The factors responsible for the reduction of N,

benötigten Enzyme sind Nitrogenasen, die im nif-Gencluster required enzymes are nitrogenases, which are found in the nif gene cluster

kodiert werden (Raymond et al. 2004). be coded (Raymond et al. 2004).

Jones & Stadtman, 1977, befasst sich mit den Auswirkungen von Selen und Wolfram auf das Wachstum von Methanococcus vannielii. Das Dokument lehrt, dass das Wachstum des Mikroorganismus auf Formiat durch Selen und Wolfram deutlich stimuliert wird. In ähnlicher Weise beziehen sich Dridi et al., 2012, auf das wolframverstärkte Wachstum von Methanosphaera stadtmanae. Ferner betrifft Lobo & Zinder, 1988, Diazotrophie und Nitrogenase-Aktivität im Archaeon Methanosarcina barkeri 227. Jones & Stadtman, 1977, examines the effects of selenium and tungsten on the growth of Methanococcus vannielii. The document teaches that the microorganism's growth on formate is significantly stimulated by selenium and tungsten. Similarly, Dridi et al., 2012, refer to the tungsten-enhanced growth of Methanosphaera stadtmanae. Furthermore, Lobo & Zinder, 1988, addresses diazotrophy and nitrogenase activity in the archaeon Methanosarcina barkeri 227.

Der erfindungsgemäße Stamm erwies sich als in der Lage, Aminosäuren unter stickstofffixierenden Bedingungen zu produzieren. Insbesondere kann die Stickstoffquelle Stickstoffgas umfassen. (Alternativ oder zusätzlich kann die Stickstoffquelle bevorzugt Ammoniakgas, Ammonium- und/oder The strain according to the invention has been found to be capable of producing amino acids under nitrogen-fixing conditions. In particular, the nitrogen source may comprise nitrogen gas. (Alternatively or additionally, the nitrogen source may preferably comprise ammonia gas, ammonium and/or

Stickstoffgas umfassen). nitrogen gas).

Wenn die Stickstoffquelle Stickstoffgas umfasst, hat sich ein bestimmter Ammoniumkonzentrationsbereich als besonders vorteilhaft für die Energieerzeugung erwiesen (unter N,fixierenden Bedingungen). So ist es bevorzugt, dass die Ammoniumkonzentration in der Fermentationsbrühe 0,1 mmol/L bis 200 mmol/L, bevorzugt 2 mmol/L bis 100 mmol/L, bevorzugter 4 mmol/L bis 40 mmol/L, noch bevorzugter 5 mmol/L bis 35 mmol/L, noch bevorzugter 6 mmol/L bis 30 mmol/L, insbesondere 7 mmol/L bis 25 mmol/L, oder sogar 10 mmol/L bis 20 mmol/L beträgt. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass insbesondere bei kontinuierlicher Kultur die Konzentration in der Brühe Schwankungen unterliegen kann (bis ein Steady-State erreicht ist). Es ist jedoch bevorzugt, dass die Ammoniumkonzentration für mindestens 5 min, bevorzugt mindestens 10 min, noch bevorzugter mindestens 20 min, noch bevorzugter mindestens 1 ıh, insbesondere mindestens 5 h oder sogar mindestens 10 h (oder mindestens 20 h oder mindestens 40 h) in einem der vorgenannten Bereiche (z. B. 0,1 mmoL/L bis 200 mmol/L oder 10 mmol/L bis 20 mmol/L) bleibt. When the nitrogen source comprises nitrogen gas, a certain ammonium concentration range has been found to be particularly advantageous for energy production (under N-fixing conditions). Thus, it is preferred that the ammonium concentration in the fermentation broth is 0.1 mmol/L to 200 mmol/L, preferably 2 mmol/L to 100 mmol/L, more preferably 4 mmol/L to 40 mmol/L, even more preferably 5 mmol/L to 35 mmol/L, even more preferably 6 mmol/L to 30 mmol/L, in particular 7 mmol/L to 25 mmol/L, or even 10 mmol/L to 20 mmol/L. It will be appreciated by those skilled in the art that, particularly during continuous culture, the concentration in the broth may fluctuate (until a steady state is reached). However, it is preferred that the ammonium concentration remains in one of the aforementioned ranges (e.g. 0.1 mmol/L to 200 mmol/L or 10 mmol/L to 20 mmol/L) for at least 5 min, preferably at least 10 min, more preferably at least 20 min, even more preferably at least 1 h, in particular at least 5 h or even at least 10 h (or at least 20 h or at least 40 h).

Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn die Wolframatkonzentration (insbesondere die Orthowolframat-, d.h. Furthermore, it is preferred if the tungstate concentration (in particular the orthotungstate, i.e.

WO, ”-Konzentration) in der Fermentationsbrühe unter 0,1 umol/L, WO, ”-concentration) in the fermentation broth below 0.1 umol/L,

bevorzugt unter 0,01 umol/L, speziell unter 0,001 umol/L liegt (insbesondere, wenn die Fermentationsbrühe im Wesentlichen wolframatfrei ist). Es stellte sich heraus, dass dies eine preferably below 0.01 umol/L, especially below 0.001 umol/L (especially if the fermentation broth is essentially tungstate-free). It was found that this

effizientere Aminosäureproduktion ermöglicht. enables more efficient amino acid production.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein für die methanogenen Mikroorganismen (d. h. Zellen des erfindungsgemäßen Stamms) geeigneter Elektronendonor (oder Elektronendonorverbindung) dem Bioreaktor zugeführt. Insbesondere werden dem Bioreaktor Wasserstoffgas (d.h. molekularer Wasserstoff oder H,), Acetat, eine Methylverbindung, bevorzugt ausgewählt aus Methylaminen, Methylsulfiden und Methanol, ein beliebiger anderer Alkohol, bevorzugt ein sekundärer Alkohol wie 2-Propanol oder 2-Butanol, eine methoxylierte aromatische Verbindung und/oder Formiat (als Elektronendonorverbindungen) zugeführt. Besonders bevorzugt sind Wasserstoffgas, Acetat, Methanol oder Kombinationen davon (z. B. Methanol und Acetat). In a preferred embodiment, an electron donor (or electron donor compound) suitable for the methanogenic microorganisms (i.e., cells of the strain according to the invention) is supplied to the bioreactor. In particular, hydrogen gas (i.e., molecular hydrogen or H2), acetate, a methyl compound, preferably selected from methylamines, methyl sulfides, and methanol, any other alcohol, preferably a secondary alcohol such as 2-propanol or 2-butanol, a methoxylated aromatic compound, and/or formate (as electron donor compounds) are supplied to the bioreactor. Hydrogen gas, acetate, methanol, or combinations thereof (e.g., methanol and acetate) are particularly preferred.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird Methan (produziert von den methanogenen Mikroorganismen) aus dem According to a further preferred embodiment, methane (produced by the methanogenic microorganisms) is extracted from the

Bioreaktor geerntet. Bioreactor harvested.

Die Aminosäuren, die durch die hier offenbarten Verfahren und Verwendungen hergestellt werden, können entweder das D- oder das L-Isomer oder beide sein. Die Aminosäure kann z.B. 2Aminobutyrat, Alanin, Beta-Alanin, Arginin, Aspartat, Carnitin, Citrulin, Cystin, Dehydroalanin, Glutamat, Glutamin, Glycin, Hydroxyprolin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Norleucin, Norvalin, Ornithin, Phenylalanin, Prolin, Pyroglutamat, Pyrroprolin, Pyrrolysin Selenocvystein, Selenomethionin, Serin, Homoserin, Threonin, Tryptophan, Tyramin, Tyrosin oder Valin sein. Die Herstellung von Glycin (bevorzugt zusätzlich zu anderen Aminosäuren oder als einzelne Aminosäure, z. B. in den The amino acids produced by the methods and uses disclosed herein can be either the D- or the L-isomer, or both. The amino acid can be, for example, 2-aminobutyrate, alanine, beta-alanine, arginine, aspartate, carnitine, citrulline, cystine, dehydroalanine, glutamate, glutamine, glycine, hydroxyproline, isoleucine, leucine, lysine, methionine, norleucine, norvaline, ornithine, phenylalanine, proline, pyroglutamate, pyrroproline, pyrrolysine, selenocysteine, selenomethionine, serine, homoserine, threonine, tryptophan, tyramine, tyrosine, or valine. The production of glycine (preferably in addition to other amino acids or as a single amino acid, e.g., in the

hier offenbarten Reinheiten) ist besonders bevorzugt. purities disclosed here) is particularly preferred.

Die (geernteten) Aminosäuren umfassen bevorzugt mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei oder sogar mindestens drei, weiter bevorzugt mindestens vier oder sogar mindestens fünf, noch weiter bevorzugt mindestens sieben oder sogar mindestens neun, noch weiter bevorzugt mindestens 12 oder sogar mindestens 15, noch weiter bevorzugt mindestens 17 oder sogar mindestens The (harvested) amino acids preferably comprise at least one, preferably at least two or even at least three, more preferably at least four or even at least five, even more preferably at least seven or even at least nine, even more preferably at least 12 or even at least 15, even more preferably at least 17 or even at least

18, insbesondere alle der 20 kanonischen Aminosäuren (d.h. Asp, 18, in particular all of the 20 canonical amino acids (i.e. Asp,

Glu, Asn, Ser, His, Gln, Gly, Thr, Arg, Ala, Tyr, Val, Met, Trp, Ile, Phe, Leu, Lys, Cys und Pro). Besonders bevorzugt ist es, wenn die (geernteten) Aminosäuren eine oder mehrere der folgenden umfassen: essentielle Aminosäuren (essentiell für den menschlichen Verzehr), verzweigtkettige Aminosäuren (BCAAs) und Glutamat, wobei bevorzugt mindestens 50 Mol-%, bevorzugt mindestens 60 Mol-%, insbesondere mindestens 70 Mol-% der (produzierten oder geernteten) Aminosäuren essentielle Aminosäuren, verzweigtkettige Aminosäuren (BCAAs) oder Glutamat Glu, Asn, Ser, His, Gln, Gly, Thr, Arg, Ala, Tyr, Val, Met, Trp, Ile, Phe, Leu, Lys, Cys and Pro). It is particularly preferred if the (harvested) amino acids comprise one or more of the following: essential amino acids (essential for human consumption), branched-chain amino acids (BCAAs) and glutamate, wherein preferably at least 50 mol%, preferably at least 60 mol%, in particular at least 70 mol% of the (produced or harvested) amino acids are essential amino acids, branched-chain amino acids (BCAAs) or glutamate

sind. are.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die Gesamt-Aminosäureproduktionsrate pro Volumen (des Überstands) der Fermentationsbrühe mindestens 0,01 umol L”* h”, bevorzugt mindestens 0,05 umol L”7* h”, weiter bevorzugt mindestens 0,1 umol L”* h”, noch weiter bevorzugt mindestens 0,5 umol L”* h”*, noch weiter bevorzugt mindestens 1,0 upmol L7”* h”, insbesondere mindestens 5 umol L”* h” oder sogar mindestens 10 umol L”* h”* (oder noch höher, bevorzugt mindestens 100 umol L”* h”, weiter bevorzugt mindestens 1000 umol L”* h”, insbesondere mindestens 10000 ıumol L” *h7). According to a further preferred embodiment, the total amino acid production rate per volume (of the supernatant) of the fermentation broth is at least 0.01 µmol L*h, preferably at least 0.05 µmol L*h, more preferably at least 0.1 µmol L*h, even more preferably at least 0.5 µmol L*h, even more preferably at least 1.0 µmol L*h, in particular at least 5 µmol L*h or even at least 10 µmol L*h (or even higher, preferably at least 100 µmol L*h, more preferably at least 1000 µmol L*h, in particular at least 10000 µmol L*h).

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die Gesamt-Aminosäureproduktionsrate pro Biomasse mindestens 0,1 umol g”* h”, bevorzugt mindestens 0,5 umol g” h”*, bevorzugter mindestens 1,0 umol g”* h”, noch bevorzugter mindestens 5 umol g7”* h”, noch bevorzugter mindestens 10 umol g”* h”, insbesondere mindestens 50 umol g” h”* oder sogar mindestens 100 umol g” h”* (oder noch höher, wie etwa mindestens 1000 umol g7 *h*). According to yet another preferred embodiment, the total amino acid production rate per biomass is at least 0.1 umol g h, preferably at least 0.5 umol g h, more preferably at least 1.0 umol g h, even more preferably at least 5 umol g h, even more preferably at least 10 umol g h, in particular at least 50 umol g h or even at least 100 umol g h (or even higher, such as at least 1000 umol g h).

Der erfindungsgemäße Stamm kann natürlich (z. B. natürliche Isolate oder daraus gewonnene Laborstämme) oder genetisch manipuliert sein. Beispielsweise steht dem Fachmann eine genetische Manipulation in methanogenen Archaeen wie eine auf ortsgerichteter Mutagenese basierende Manipulation, selektierbare Marker, Transformationsmethoden und Reportergene zur Verfügung, siehe z. B. Sarmiento et al. 2011. Fink et al,., 2023, berichten über die Verwendung von Suizidvektorkonstrukten zur ortsspezifischen genomischen Deletion in Methanothermobacter. CRISPR-basierte Geneditierung und andere The strain of the invention can be natural (e.g., natural isolates or laboratory strains derived therefrom) or genetically manipulated. For example, genetic manipulation in methanogenic archaea, such as site-directed mutagenesis-based manipulation, selectable markers, transformation methods, and reporter genes, is available to the skilled person, see, for example, Sarmiento et al., 2011. Fink et al., 2023, report the use of suicide vector constructs for site-specific genomic deletion in Methanothermobacter. CRISPR-based gene editing and other

CRISPR-basierte genetische Werkzeuge stehen dem Fachmann CRISPR-based genetic tools are available to the expert

ebenfalls zur Verfügung, siehe z. B. Adalsteinsson et al, 2021 also available, see e.g. Adalsteinsson et al, 2021

und Mougiakos et al, 2017. and Mougiakos et al, 2017.

Auch eine (definierte) Co-Kultur von methanogenen Mikroorganismen im Bioreaktor hat sich als vorteilhaft erwiesen. Dementsprechend umfassen die methanogenen Mikroorganismen (im Bioreaktor) bevorzugt mindestens zwei verschiedene Spezies (von A (defined) co-culture of methanogenic microorganisms in the bioreactor has also proven to be advantageous. Accordingly, the methanogenic microorganisms (in the bioreactor) preferably comprise at least two different species (of

denen eine vom erfindungsgemäßen Stamm ist). one of which is from the strain according to the invention).

Es ist sehr bevorzugt, dass die Fermentation mit den methanogenen Mikroorganismen (d.h. Zellen des erfindungsgemäßen Stammes) in chemisch definiertem Fermentationsmedium gestartet It is very preferred that the fermentation is started with the methanogenic microorganisms (i.e. cells of the strain according to the invention) in chemically defined fermentation medium

wird. becomes.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die In a further preferred embodiment, the

Fermentation unter anaeroben Bedingungen durchgeführt. Fermentation carried out under anaerobic conditions.

Wenn das Verfahren ein kontinuierliches Verfahren (kontinuierliche Kultur) ist, ist es bevorzugt, dass die Verdünnungsrate D 0,001 h” bis 1,5 h”, bevorzugt 0,01 h” bis 0,5 h”!, insbesondere 0,0125 h” bis 0,1 h” beträgt. When the process is a continuous process (continuous culture), it is preferred that the dilution rate D is 0.001 h⁻ to 1.5 h⁻, preferably 0.01 h⁻ to 0.5 h⁻, especially 0.0125 h⁻ to 0.1 h⁻.

Als vorteilhaft haben sich stickstofffixierende Bedingungen und/oder kohlenstofffixierende Bedingungen erwiesen: So werden gemäß einem weiteren Vorzug mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 60 %, weiter bevorzugt mindestens 70 %, noch weiter bevorzugt mindestens 80 %, noch weiter bevorzugt mindestens 90 % oder noch weiter bevorzugt mindestens 95 %, insbesondere mindestens 99 % oder sogar mindestens 99,9 % aller dem Bioreaktor zugeführten Stickstoffatome aller Stickstoffquellen dem Bioreaktor in Form von Stickstoffgas zugeführt. In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 60 %, weiter bevorzugt mindestens 70 %, noch weiter bevorzugt mindestens 80 %, noch weiter bevorzugt Nitrogen-fixing conditions and/or carbon-fixing conditions have proven advantageous: Thus, according to a further preference, at least 50%, preferably at least 60%, further preferably at least 70%, even more preferably at least 80%, even more preferably at least 90% or even more preferably at least 95%, in particular at least 99% or even at least 99.9% of all nitrogen atoms of all nitrogen sources supplied to the bioreactor are supplied to the bioreactor in the form of nitrogen gas. In yet another preferred embodiment, at least 50%, preferably at least 60%, further preferably at least 70%, even more preferably at least 80%, even more preferably

Q Q

mindestens 90 % oder noch weiter bevorzugt mindestens 95 %, insbesondere mindestens 99 % oder sogar mindestens 99,9 % aller dem Bioreaktor zugeführten Kohlenstoffatome aller Kohlenstoffquellen in Form von Kohlendioxidgas und/oder at least 90% or even more preferably at least 95%, in particular at least 99% or even at least 99.9% of all carbon atoms of all carbon sources supplied to the bioreactor are in the form of carbon dioxide gas and/or

Kohlenmonoxidgas dem Bioreaktor zugeführt. Carbon monoxide gas is fed into the bioreactor.

Typischerweise wird auch eine Schwefelquelle dem Bioreaktor zugeführt. Diese Quelle umfasst bevorzugt Cystein (insbesondere L-Cystein) und/oder Sulfid, insbesondere wobei die Typically, a sulfur source is also added to the bioreactor. This source preferably comprises cysteine (especially L-cysteine) and/or sulfide, in particular wherein the

Fermentationsbrühe Sulfid in einer Konzentration von 0,001 - 150 Fermentation broth sulfide in a concentration of 0.001 - 150

mg/L, bevorzugt 0,01 - 100 mg/L, insbesondere 1 bis 80 mg/L umfasst und/oder wobei die Sulfidzufuhrrate oder Cysteinzufuhrrate 0,0001 - 0,2 mol L”*h”, bevorzugt 0,001 - 0,05 mol L”* h”* beträgt. mg/L, preferably 0.01 - 100 mg/L, in particular 1 to 80 mg/L and/or wherein the sulfide feed rate or cysteine feed rate is 0.0001 - 0.2 mol L"*h", preferably 0.001 - 0.05 mol L"* h"*.

Eine Vielzahl von verschiedenen Bioreaktoren kann in den hier offenbarten Verfahren und Verwendungen verwendet werden. Flüssigphasenbioreaktoren (z. B. Rührkessel, Festbett, eine flüssige Phase, zwei flüssige Phasen, Hohlfasermembran) sind im Stand der Technik gut bekannt. Mehrphasige Bioreaktoren (z. B. Blasensäulenbioreaktor, Rieselbettbioreaktor (Fest- oder gepacktes Bett), Wirbelbettbioreaktor) können ebenfalls verwendet werden. Der Bioreaktor besteht typischerweise teilweise aus (rostfreiem) Stahl, Kunststoff und/oder Glas. Üblicherweise enthält der Bioreaktor mindestens einen Einlass, der den Eintritt eines Gases oder Gasgemisches ermöglicht, und mindestens zwei Auslässe. Ein Auslass ermöglicht die Entfernung eines flüssigen Stroms, der das eine oder die mehreren Fermentationsprodukte (d. h. Aminosäuren) enthält, und der andere Auslass ermöglicht die Entfernung eines Gasstroms (wie zZ. B. Methan, das von den methanogenen Mikroorganismen, d. h. Zellen des erfindungsgemäßen Stamms, produziert wird). In A variety of different bioreactors can be used in the methods and uses disclosed herein. Liquid-phase bioreactors (e.g., stirred tank, fixed bed, single liquid phase, two liquid phases, hollow fiber membrane) are well known in the art. Multiphase bioreactors (e.g., bubble column bioreactor, trickle bed bioreactor (fixed or packed bed), fluidized bed bioreactor) can also be used. The bioreactor is typically made partly of (stainless) steel, plastic, and/or glass. Typically, the bioreactor contains at least one inlet allowing the entry of a gas or gas mixture and at least two outlets. One outlet allows the removal of a liquid stream containing the one or more fermentation products (i.e., amino acids), and the other outlet allows the removal of a gas stream (such as methane produced by the methanogenic microorganisms, i.e., cells of the strain of the invention).

Ausführungsformen ist der Bioreaktor ein Chemostat. In some embodiments, the bioreactor is a chemostat.

Hierin bezieht sich „UniProt“ auf Universal Protein Resource. UniProt ist eine umfassende Ressource für Proteinsequenz- und Annotationsdaten. UniProt ist eine Zusammenarbeit zwischen dem European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI), dem SIB Swiss Institute of Bioinformatics und Protein Information Resource (PIR). In den drei Instituten sind mehr als 100 Personen durch verschiedene Aufgaben wie Datenbankkuratierung, Softwareentwicklung und Support Herein, "UniProt" refers to Universal Protein Resource. UniProt is a comprehensive resource for protein sequence and annotation data. UniProt is a collaboration between the European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI), the SIB Swiss Institute of Bioinformatics, and Protein Information Resource (PIR). More than 100 people are involved in various tasks across the three institutes, including database curation, software development, and support.

involviert. Website: http://www.uniprot.org/ involved. Website: http://www.uniprot.org/

Einträge in den UniProt-Datenbanken sind durch ihre Hinterlegungscodes gekennzeichnet (hierin z. B. als „UniProtHinterlegungscode“ oder kurz als „UniProt“, gefolgt vom Hinterlegungscode), in der Regel ein Code aus sechs alphanumerischen Buchstaben (z. B. „D9PVR6“). Wenn nicht anders angegeben, ist der UniProt-Datenbankstatus für alle hierin referenzierten Einträge der 1. März 2023 (UniProt/UniProtKB Release 2023 01). Entries in the UniProt databases are identified by their deposition codes (herein, for example, as "UniProtDepositCode" or simply "UniProt" followed by the deposition code), typically a six-letter alphanumeric code (e.g., "D9PVR6"). Unless otherwise noted, the UniProt database status for all entries referenced herein is March 1, 2023 (UniProt/UniProtKB Release 2023 01).

"Prozent (%) Aminosäuresequenzidentität" oder "zu X% identisch" (wie "zu 70 % identisch") in Bezug auf ein Referenzpolypeptid oder eine Proteinsequenz ist definiert als der Prozentsatz der Aminosäurereste in einer Kandidatensequenz, die mit den Aminosäureresten in der Referenzpolypeptidsequenz identisch sind, nachdem die Sequenzen ausgerichtet und gegebenenfalls Lücken eingeführt wurden und keine konservativen Substitutionen als Teil der Sequenzidentität berücksichtigt wurden. Die Ausrichtung zum Zwecke der Bestimmung der prozentualen Aminosäuresequenzidentität kann auf verschiedene Weise erreicht werden, die im Rahmen des Fachgebiets liegen, zum Beispiel unter Verwendung Öffentlich verfügbarer Computersoftware wie BLAST, BLAST-2, ALIGN, ALIGN-2, Megalign (DNASTAR) oder der paarweisen "Needle"-Sequence-AlignmentAnwendung des EMBOSS-Softwarepakets. Der Fachmann kann geeignete Parameter zum Ausrichten von Sequenzen bestimmen, einschließlich etwaiger Algorithmen, die erforderlich sind, um eine maximale Ausrichtung über die gesamte Länge der verglichenen Sequenzen zu erreichen. Für die Zwecke hierin werden Jedoch % Aminosäuresequenzidentitätswerte unter Verwendung der Sequenzausrichtung des Computerprogramms „Needle“ des EMBOSSSoftwarepakets berechnet (5Effentlich erhältlich bei European "Percent (%) amino acid sequence identity" or "X% identical" (such as "70% identical") with respect to a reference polypeptide or protein sequence is defined as the percentage of amino acid residues in a candidate sequence that are identical to the amino acid residues in the reference polypeptide sequence after the sequences have been aligned, gaps introduced where appropriate, and no conservative substitutions considered as part of the sequence identity. Alignment for the purpose of determining percent amino acid sequence identity can be achieved in a variety of ways within the scope of the art, for example, using publicly available computer software such as BLAST, BLAST-2, ALIGN, ALIGN-2, Megalign (DNASTAR), or the pairwise "needle" sequence alignment application of the EMBOSS software package. One of skill in the art can determine appropriate parameters for aligning sequences, including any algorithms necessary to achieve maximum alignment across the entire length of the compared sequences. However, for the purposes herein, % amino acid sequence identity values are calculated using the sequence alignment of the “Needle” computer program of the EMBOSS software package (5Publicly available from European

Molecular Biology Laboratory; Rice et al., 2000). Molecular Biology Laboratory; Rice et al., 2000).

Das Needle-Programm kann unter der Website http://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss _needle/ aufgerufen oder für die lokale Installation als Teil des EMBOSS-Pakets von http://emboss.sourceforge.net/ heruntergeladen werden. Es läuft auf vielen weit verbreiteten UNIX- und UNIX-ähnlichen The Needle program can be accessed from the website http://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_needle/ or downloaded for local installation as part of the EMBOSS package from http://emboss.sourceforge.net/. It runs on many widely used UNIX and UNIX-like systems.

Betriebssystemen wie Linux. Operating systems like Linux.

Um zwei Proteinsequenzen auszurichten, wird das Needle-To align two protein sequences, the needle

Programm bevorzugt mit den folgenden Parametern ausgeführt: Program preferably executed with the following parameters:

Befehlszeile: needle -auto -stdout -asequence SEQUENCE_ FILE _A -bsequence SEQUENCE FILE _B -datafile EBLOSUM62 gapopen 10.0 -gapextend 0.5 -endopen 10.0 -endextend 0.5 aformat3 pair -proteinl -protein2 (Align format: pair Report _file: stdout) Command line: needle -auto -stdout -asequence SEQUENCE_ FILE _A -bsequence SEQUENCE FILE _B -datafile EBLOSUM62 gapopen 10.0 -gapextend 0.5 -endopen 10.0 -endextend 0.5 aformat3 pair -proteinl -protein2 (Align format: pair Report _file: stdout)

Die prozentuale Aminosäuresequenzidentität einer bestimmten Aminosäuresequenz A zu, mit oder gegen eine bestimmte The percentage amino acid sequence identity of a particular amino acid sequence A to, with, or against a particular

Aminosäuresequenz B (die alternativ als eine bestimmte Amino acid sequence B (which can alternatively be described as a specific

Aminosäuresequenz A formuliert werden kann, die eine bestimmte prozentuale Aminosäuresequenzidentität zu, mit oder gegen eine bestimmte Aminosäuresequenz B aufweist oder umfasst) wird wie amino acid sequence A which has or comprises a certain percentage amino acid sequence identity to, with or against a certain amino acid sequence B) is defined as

folgt berechnet: 100 x der Bruch X/Y calculated as follows: 100 x the fraction X/Y

wobei X die Anzahl der Aminosäurereste ist, die von der Needle des Sequence-Alignment-Programms in der Ausrichtung von A und B dieses Programms als identisch eingestuft wurden, und wobei Y die Gesamtzahl der Aminosäurereste in B ist. Es versteht sich, dass, wenn die Länge der Aminosäuresequenz A nicht gleich der Länge der Aminosäuresequenz B ist, die prozentuale Aminosäuresequenzidentität von A bis B nicht gleich der prozentualen Aminosäuresequenzidentität von B bis A ist. In Fällen, in denen "die Sequenz von A mehr als N% identisch mit der gesamten Sequenz von B ist", ist Y die gesamte Sequenzlänge von B (d. h. die gesamte Anzahl der Aminosäurereste in B). Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, werden alle hierin verwendeten % Aminosäuresequenzidentitätswerte wie im unmittelbar vorhergehenden Absatz beschrieben unter Verwendung des Needle-Computerprogramms erhalten. where X is the number of amino acid residues determined to be identical by the Needle of the sequence alignment program in the alignment of A and B of that program, and where Y is the total number of amino acid residues in B. It is understood that if the length of amino acid sequence A is not equal to the length of amino acid sequence B, the percent amino acid sequence identity from A to B will not be equal to the percent amino acid sequence identity from B to A. In cases where "the sequence of A is more than N% identical to the entire sequence of B," Y is the total sequence length of B (i.e., the total number of amino acid residues in B). Unless expressly stated otherwise, all % amino acid sequence identity values used herein are obtained as described in the immediately preceding paragraph using the Needle computer program.

Q Q

"Prozent (%) Sequenzidentität" in Bezug auf eine Referenznukleotidsequenz ist definiert als der Prozentsatz von Nukleotiden in einer Kandidatensequenz, die mit den Nukleotiden in der Referenzsequenz identisch sind, nachdem die Sequenzen ausgerichtet und gegebenenfalls Lücken eingeführt wurden und keine konservativen Substitutionen als Teil der Sequenzidentität berücksichtigt wurden. Lücken führen zu mangelnder Identität. Die Ausrichtung zum Zwecke der Bestimmung der prozentualen Nukleotidsequenzidentität kann auf verschiedene Arten erreicht werden, die im Rahmen des Fachgebiets liegen, zum Beispiel unter Verwendung Öffentlich verfügbarer Computersoftware wie BLAST, BLAST-2, ALIGN, ALIGN-2, Megalign (DNASTAR) oder der paarweisen "Needle"-Sequence-Alignment-Anwendung des EMBOSS-Softwarepakets. Der Fachmann kann geeignete Parameter zum Ausrichten von Sequenzen bestimmen, einschließlich etwaiger Algorithmen, die erforderlich sind, um eine maximale Ausrichtung über die gesamte Länge der verglichenen Sequenzen zu erreichen. Für die Zwecke hierin werden Jedoch % -Nukleotidsequenzidentitätswerte unter "Percent (%) sequence identity" with respect to a reference nucleotide sequence is defined as the percentage of nucleotides in a candidate sequence that are identical to the nucleotides in the reference sequence after the sequences have been aligned and gaps have been introduced, if applicable, and no conservative substitutions have been considered as part of the sequence identity. Gaps result in a lack of identity. Alignment for the purpose of determining percent nucleotide sequence identity can be achieved in various ways that are within the scope of the art, for example, using publicly available computer software such as BLAST, BLAST-2, ALIGN, ALIGN-2, Megalign (DNASTAR), or the pairwise "needle" sequence alignment application of the EMBOSS software package. One of ordinary skill in the art can determine appropriate parameters for aligning sequences, including any algorithms necessary to achieve maximum alignment across the entire length of the compared sequences. However, for the purposes herein, % nucleotide sequence identity values are used below

Verwendung der Sequenzausrichtung des Computerprogramms „Needle“ Using the sequence alignment of the computer program “Needle”

des EMBOSS-Softwarepakets (Effentlich erhältlich bei European Molecular Biology Laboratory; Rice et al, 2000) berechnet. the EMBOSS software package (Publicly available from the European Molecular Biology Laboratory; Rice et al, 2000).

Das Needle-Programm kann unter der Website http://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss _needle/nucleotide.html aufgerufen oder für die lokale Installation als Teil des EMBOSSPakets von http://emboss.sourceforge.net/ heruntergeladen werden. Es läuft auf vielen weit verbreiteten UNIX- oder UNIX-The Needle program can be accessed from the website http://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_needle/nucleotide.html or downloaded for local installation as part of the EMBOSS package from http://emboss.sourceforge.net/. It runs on many widely used UNIX or UNIX operating systems.

ähnlichen Betriebssystemen wie Linux. similar operating systems like Linux.

Um zwei Nukleotidsequenzen auszurichten, wird das Needle-To align two nucleotide sequences, the needle

Programm bevorzugt mit den folgenden Parametern ausgeführt: Program preferably executed with the following parameters:

Befehlszeile: needle -auto -stdout -asequence SEQUENCE_ FILE _A -bsequence SEQUENCE FILE _B -datafile EDNAFULL gapopen 10.0 -gapextend 0.5 -endopen 10.0 -endextend 0.5 aformat3 pair -snucleotidel -snucleotide2 (Align format: pair Report _file: stdout) Command line: needle -auto -stdout -asequence SEQUENCE_ FILE _A -bsequence SEQUENCE FILE _B -datafile EDNAFULL gapopen 10.0 -gapextend 0.5 -endopen 10.0 -endextend 0.5 aformat3 pair -snucleotidel -snucleotide2 (Align format: pair Report _file: stdout)

Die prozentuale Nukleotidsequenzidentität einer bestimmten Nukleotidsequenz A zu, mit oder gegen eine bestimmte Nukleotidsequenz B (die alternativ als eine bestimmte Nukleotidsequenz A formuliert werden kann, die eine bestimmte prozentuale Nukleotidsequenzidentität zu, mit oder gegen eine bestimmte Nukleotidsequenz B aufweist oder umfasst) wird wie The percentage nucleotide sequence identity of a particular nucleotide sequence A to, with, or against a particular nucleotide sequence B (which may alternatively be formulated as a particular nucleotide sequence A having or comprising a particular percentage nucleotide sequence identity to, with, or against a particular nucleotide sequence B) is determined as

folgt berechnet: 100 x der Bruch X/Y calculated as follows: 100 x the fraction X/Y

wobei X die Anzahl der Nukleotide ist, die von der Sequenzausrichtungsprogrammnadel in der Ausrichtung von A und B dieses Programms als identische Übereinstimmungen bewertet werden, und wobei Y die Gesamtzahl der Nukleotide in B ist. Es versteht sich, dass, wenn die Länge der Nukleotidsequenz A nicht where X is the number of nucleotides evaluated as identical matches by the sequence alignment program needle in the alignment of A and B of this program, and where Y is the total number of nucleotides in B. It is understood that if the length of the nucleotide sequence A is not

Q Q

gleich der Länge der Nukleotidsequenz B ist, die % Nukleotidsequenzidentität von A bis B nicht gleich der % Nukleotidsequenzidentität von B bis A ist. In Fällen, in denen "eine Sequenz von A mindestens N% identisch mit der gesamten Sequenz von B ist", ist Y die gesamte Länge von B. Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, werden alle hierin verwendeten % -Nukleotidsequenzidentitätswerte wie im unmittelbar vorhergehenden Absatz beschrieben unter Verwendung des Needle-equal to the length of the nucleotide sequence B, the % nucleotide sequence identity of A to B is not equal to the % nucleotide sequence identity of B to A. In cases where "a sequence of A is at least N% identical to the entire sequence of B", Y is the entire length of B. Unless explicitly stated otherwise, all % nucleotide sequence identity values used herein are calculated as described in the immediately preceding paragraph using the Needle-

Computerprogramms erhalten. computer program.

Für Nukleotidsequenzen gelten "Sequenzähnlichkeit", "Sequenzidentität", "Teilen einer Sequenz" und ähnliche Begriffe auch für das umgekehrte Komplement einer Sequenz, d. h. der For nucleotide sequences, "sequence similarity", "sequence identity", "sharing of a sequence" and similar terms also apply to the reverse complement of a sequence, i.e. the

Q Q

Ausdruck "Sequenz A ist zu 80 % identisch mit Sequenz B" gilt Expression "Sequence A is 80% identical to sequence B" applies

auch, wenn "Sequenz A zu 80 % identisch mit dem umgekehrten even if "Sequence A is 80% identical to the reverse

Komplement (oder der Antisense-Sequenz) von Sequenz B ist", complement (or antisense sequence) of sequence B",

Während die hierin offenbarten Nukleotidsequenzen als DNASequenzen aufgeführt sind, versteht es sich, dass das umgekehrte Komplement der DNA-Sequenzen vom Fachmann leicht bestimmt werden kann. Es versteht sich auch, dass die hierin als DNA-Sequenzen offenbarten Sequenzen von einer DNA-Sequenz in eine RNA-Sequenz umgewandelt werden können, indem jedes Thymidinnukleotid durch ein Uridinnukleotid ersetzt wird. Dementsprechend ist immer dann, wenn sich die vorliegende Erfindung auf eine DNA-Sequenz bezieht, auch die entsprechende RNA-Sequenz und das umgekehrte Komplement der DNA-Sequenz in Bezug auf den Schutzumfang zu verstehen. While the nucleotide sequences disclosed herein are listed as DNA sequences, it is understood that the reverse complement of the DNA sequences can be readily determined by one of ordinary skill in the art. It is also understood that the sequences disclosed herein as DNA sequences can be converted from a DNA sequence to an RNA sequence by replacing each thymidine nucleotide with a uridine nucleotide. Accordingly, whenever the present invention refers to a DNA sequence, the corresponding RNA sequence and the reverse complement of the DNA sequence are also to be understood as being within the scope of protection.

Wenn hierin auf eine „Reinheit einer Aminosäure“ (z. B. in Gew.-%) Bezug genommen wird, bezieht sich die Reinheit auf die relative Reinheit, d. h. die relative Menge der Aminosäure unter allen vorhandenen Aminosäuren. Zum Beispiel kann die Reinheit einer Aminosäure X in Gew.-% berechnet werden, indem die Gesamtmenge von X durch die Gesamtmenge aller vorhandenen Aminosäuren (auf Gewichtsbasis) dividiert wird. Mit anderen Worten hat die Anwesenheit von anderen Verbindungen als Aminosäuren keinen Einfluss auf die Berechnung der When reference is made herein to a "purity of an amino acid" (e.g., in wt.%), the purity refers to the relative purity, i.e., the relative amount of the amino acid among all amino acids present. For example, the purity of an amino acid X in wt.% can be calculated by dividing the total amount of X by the total amount of all amino acids present (on a weight basis). In other words, the presence of compounds other than amino acids does not affect the calculation of the

Aminosäurereinheit, wie hierin verwendet. Amino acid purity as used herein.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die folgenden The present invention further relates to the following

Ausführungsformen: Embodiments:

Ausführungsform 1. Ein Stamm von Methanothermobacter mit einer Prolinproduktionsrate, die niedriger ist als die Prolinproduktionsrate von Methanothermobacter marburgensis, hinterlegt bei der DSMZ unter der Hinterlegungsnummer DSM 2133 (Methanothermobacter marburgensis DSM 2133) und/oder mit einer Glycinproduktionsrate, die höher ist als die Glycinproduktionsrate von Methanothermobacter marburgensis DSM 2133. Embodiment 1. A strain of Methanothermobacter with a proline production rate that is lower than the proline production rate of Methanothermobacter marburgensis, deposited with the DSMZ under the deposit number DSM 2133 (Methanothermobacter marburgensis DSM 2133) and/or with a glycine production rate that is higher than the glycine production rate of Methanothermobacter marburgensis DSM 2133.

Ausführungsform 2. Stamm nach Ausführungsform 1, wobei der Stamm einen Prolinanteil an den insgesamt sekretierten Aminosäuren aufweist, der niedriger ist als der Prolinanteil an den insgesamt sekretierten Aminosäuren von Methanothermobacter marburgensis DSM 2133, und/oder wobei der Stamm einen Glycinanteil an den insgesamt sekretierten Aminosäuren aufweist, der höher ist als der Glycinanteil an den insgesamt sekretierten Embodiment 2. Strain according to embodiment 1, wherein the strain has a proline content of the total secreted amino acids which is lower than the proline content of the total secreted amino acids of Methanothermobacter marburgensis DSM 2133, and/or wherein the strain has a glycine content of the total secreted amino acids which is higher than the glycine content of the total secreted

Aminosäuren von Methanothermobacter marburgensis DSM 2133. Amino acids of Methanothermobacter marburgensis DSM 2133.

Ausführungsform 3. Ein Stamm von Methanothermobacter, der eine ASL mit einem Aminosäurerest 51 aufweist, bei dem es sich um Leucin, Isoleucin, Valin oder Alanin handelt, bevorzugt der Embodiment 3. A strain of Methanothermobacter having an ASL with an amino acid residue 51 which is leucine, isoleucine, valine or alanine, preferably the

Stamm der Ausführungsform 1 oder 2. Strain of embodiment 1 or 2.

Ausführungsform 4. Stamm nach einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei es sich bei dem Aminosäurerest 51 von ASL um Leucin Embodiment 4. Strain according to any one of embodiments 1 to 3, wherein amino acid residue 51 of ASL is leucine

oder Isoleucin handelt. or isoleucine.

Ausführungsform 5. Stamm nach einer der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei der Stamm von Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter thermautotrophicus, Methanothermobacter crinale, Methanothermobacter thermoflexus, Methanothermobacter thermophilus, Methanothermobacter sp. CaT2, Methanothermobacter sp. DP, Methanothermobacter sp. KEPCO-1, Methanothermobacter sp. THM-1 oder Methanothermobacter tenebrarum ist; bevorzugt Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter thermautotrophicus, Methanothermobacter crinale, Methanothermobacter thermoflexus, Methanothermobacter thermophilus oder Methanothermobacter tenebrarum; insbesondere Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter Embodiment 5. Strain according to one of embodiments 1 to 4, wherein the strain of Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter thermautotrophicus, Methanothermobacter crinale, Methanothermobacter thermoflexus, Methanothermobacter thermophilus, Methanothermobacter sp. CaT2, Methanothermobacter sp. DP, Methanothermobacter sp. KEPCO-1, Methanothermobacter sp. THM-1 or Methanothermobacter tenebrarum is; preferably Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter thermautotrophicus, Methanothermobacter crinale, Methanothermobacter thermoflexus, Methanothermobacter thermophilus or Methanothermobacter tenebrarum; in particular Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter

thermautotrophicus oder Methanothermobacter tenebrarum. thermoautotrophicus or Methanothermobacter tenebrarum.

Ausführungsform 6. Stamm nach einer der Ausführungsformen 1 bis 5, wobei der Stamm eine ASL aufweist, die eine Sequenz mit mindestens 80 %, bevorzugt mindestens 85 %, bevorzugter mindestens 90 %, noch bevorzugter mindestens 95 % oder sogar mindestens 97,5 %, noch bevorzugter mindestens 98 % oder sogar mindestens 99 % Identität, insbesondere mindestens 99,5 % oder sogar mindestens 99,75 % Identität zu der gesamten durch SEQ ID Embodiment 6. Strain according to any one of embodiments 1 to 5, wherein the strain has an ASL which has a sequence with at least 80%, preferably at least 85%, more preferably at least 90%, even more preferably at least 95% or even at least 97.5%, even more preferably at least 98% or even at least 99% identity, in particular at least 99.5% or even at least 99.75% identity to the entire sequence represented by SEQ ID

NO: 1 identifizierten Sequenz umfasst, mit der Maßgabe, dass es NO: 1 identified sequence, provided that it

sich bei dem Aminosäurerest 51 um Leucin, Isoleucin, Valin oder Alanin handelt. amino acid residue 51 is leucine, isoleucine, valine or alanine.

Ausführungsform 7. Stamm nach einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei der Stamm ein ASL-Gen aufweist, das eine Sequenz mit mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 75 %, bevorzugter mindestens 80 %, noch bevorzugter mindestens 85 % oder sogar mindestens 90 %, noch bevorzugter mindestens 95 % oder sogar Embodiment 7. Strain according to any one of embodiments 1 to 6, wherein the strain has an ASL gene having a sequence with at least 70%, preferably at least 75%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 85% or even at least 90%, even more preferably at least 95% or even

Q Q Q Q

mindestens 97,5 % Identität, insbesondere mindestens 99 % oder sogar mindestens 99,5 % Identität zu der gesamten durch SEO ID NO: 2 identifizierten Sequenz umfasst, mit der Maßgabe, dass das ASL-Gen für ein ASL mit dem Aminosäurerest 51 Leucin, Isoleucin, at least 97.5% identity, in particular at least 99% or even at least 99.5% identity to the entire sequence identified by SEO ID NO: 2, with the proviso that the ASL gene for an ASL with the amino acid residue 51 leucine, isoleucine,

Valin oder Alanin kodiert. Valine or alanine encoded.

Ausführungsform 8. Stamm nach einer der Ausführungsformen 1 bis Embodiment 8. Strain according to any one of embodiments 1 to

7, wobei der Stamm von Methanothermobacter marburgensis ist. 7, where the strain is Methanothermobacter marburgensis.

Ausführungsform 9. Stamm nach Ausführungsform 8, wobei der Stamm eine ASL aufweist, die die durch SEO ID NO: 1 identifizierte Embodiment 9. The strain of embodiment 8, wherein the strain has an ASL that encodes the sequence identified by SEO ID NO: 1

Sequenz umfasst. sequence includes.

Ausführungsform 10. Stamm nach Ausführungsform 8 oder 9, wobei der Stamm ein ASL-Gen aufweist, das die durch SEO ID NO: 2 Embodiment 10. Strain according to embodiment 8 or 9, wherein the strain has an ASL gene encoding the sequence identified by SEO ID NO: 2

identifizierte Sequenz umfasst. identified sequence.

Ausführungsform 11. Ein Stamm von Methanothermobacter marburgens, der am 21. November 2023 bei der DSMZ unter der Hinterlegungsnummer DSM 34858 hinterlegt wurde. Embodiment 11. A strain of Methanothermobacter marburgens deposited with the DSMZ on November 21, 2023, under the accession number DSM 34858.

Ausführungsform 12. Stamm nach einer der Ausführungsformen 1 bis 11, wobei die 16S ribosomale RNA des Stamms die durch SEQ ID Embodiment 12. Strain according to any one of embodiments 1 to 11, wherein the 16S ribosomal RNA of the strain comprises the RNA sequence represented by SEQ ID

NO: 3 identifizierte Sequenz aufweist. NO: 3 identified sequence.

Ausführungsform 13. Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren durch Fermentation in einem Bioreaktor, wobei der Bioreaktor Zellen des Stammes nach einer der Ausführungsformen 1 bis 12 in einer Fermentationsbrühe umfasst, wobei das Verfahren mindestens Embodiment 13. A process for producing amino acids by fermentation in a bioreactor, wherein the bioreactor comprises cells of the strain according to any one of embodiments 1 to 12 in a fermentation broth, wherein the process comprises at least

die Schritte umfasst the steps include

- Zuführen einer gasförmigen Kohlenstoffquelle, die Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid umfasst, einer Stickstoffquelle und bevorzugt einer Schwefelquelle zu dem Bioreaktor unter solchen Bedingungen, dass die Zellen die - supplying a gaseous carbon source comprising carbon dioxide and/or carbon monoxide, a nitrogen source and preferably a sulfur source to the bioreactor under conditions such that the cells

Aminosäuren produzieren; und produce amino acids; and

- Ernten mindestens eines Teils der Aminosäuren aus der - Harvesting at least part of the amino acids from the

Fermentationsbrühe. Fermentation broth.

Ausführungsform 14. Verfahren nach Ausführungsform 13, wobei der Teil eine einzelne Aminosäure, bevorzugt eine einzelne kanonische Aminosäure, in einer Reinheit von mehr als 50 Gew.-%, bevorzugt mehr als 60 Gew.-%, bevorzugter mehr als 70 Gew.-%, noch bevorzugter mehr als 80 Gew.-%, insbesondere mehr als 90 Embodiment 14. The method according to embodiment 13, wherein the part comprises a single amino acid, preferably a single canonical amino acid, in a purity of more than 50 wt.%, preferably more than 60 wt.%, more preferably more than 70 wt.%, even more preferably more than 80 wt.%, in particular more than 90

Q Q

Gew.-% umfasst. % by weight.

Ausführungsform 15. Verfahren nach Ausführungsform 13, wobei dieser Teil mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, weiter bevorzugt mindestens vier oder sogar mindestens fünf, noch weiter bevorzugt mindestens sieben oder sogar mindestens neun, noch weiter bevorzugt mindestens 12 oder sogar mindestens 15, noch weiter bevorzugt mindestens 17 oder sogar mindestens 18, insbesondere alle 20 kanonischen Aminosäuren umfasst; wobei dieser Abschnitt bevorzugt mindestens Arginin und/oder Aspartat Embodiment 15. The method according to embodiment 13, wherein said portion comprises at least two, preferably at least three, more preferably at least four or even at least five, even more preferably at least seven or even at least nine, even more preferably at least 12 or even at least 15, even more preferably at least 17 or even at least 18, in particular all 20 canonical amino acids; wherein said portion preferably comprises at least arginine and/or aspartate

umfasst. includes.

Ausführungsform 16. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 13 bis 15, wobei das Verfahren ein kontinuierlicher Prozess mit oder ohne Zellretention, ein Fed-Batch-Prozess, ein BatchProzess, ein Closed-Batch-Prozess, ein Repetitive-Batch-Prozess, ein Repetitive-Fed-Batch-Prozess oder ein Repetitive-ClosedBatch-Prozess ist, bevorzugt ein kontinuierlicher Prozess, ein Fed-Batch-Prozess oder ein Repetitive-Fed-Batch-Prozess, insbesondere ein kontinuierlicher Prozess mit oder ohne Embodiment 16. The method according to any one of embodiments 13 to 15, wherein the method is a continuous process with or without cell retention, a fed-batch process, a batch process, a closed-batch process, a repetitive batch process, a repetitive fed-batch process or a repetitive closed-batch process, preferably a continuous process, a fed-batch process or a repetitive fed-batch process, in particular a continuous process with or without

Zellretention. Cell retention.

Ausführungsform 17. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 13 bis 16, wobei die Stickstoffquelle Ammoniakgas, Ammoniumund/oder Stickstoffgas umfasst. Embodiment 17. The method of any one of embodiments 13 to 16, wherein the nitrogen source comprises ammonia gas, ammonium and/or nitrogen gas.

Ausführungsform 18. Verfahren nach Ausführungsform 17, wobei die Stickstoffquelle Stickstoffgas umfasst; bevorzugt wobei mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 60 %, weiter bevorzugt mindestens 70 %, noch weiter bevorzugt mindestens 80 %, noch weiter bevorzugt mindestens 90 % oder noch weiter bevorzugt mindestens 95 %, insbesondere mindestens 99 % oder sogar mindestens 99,9 % aller dem Bioreaktor zugeführten Stickstoffatome aller Stickstoffquellen dem Bioreaktor in Form Embodiment 18. The method according to embodiment 17, wherein the nitrogen source comprises nitrogen gas; preferably wherein at least 50%, preferably at least 60%, further preferably at least 70%, even more preferably at least 80%, even more preferably at least 90% or even more preferably at least 95%, in particular at least 99% or even at least 99.9% of all nitrogen atoms supplied to the bioreactor of all nitrogen sources are supplied to the bioreactor in the form

von Stickstoffgas zugeführt werden. of nitrogen gas.

Ausführungsform 19. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 13 bis 18, wobei mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 60 %, weiter bevorzugt mindestens 70 %, noch weiter bevorzugt Embodiment 19. The process according to any one of embodiments 13 to 18, wherein at least 50%, preferably at least 60%, further preferably at least 70%, even more preferably

Q Q

mindestens 80 %, noch weiter bevorzugt mindestens 90 % oder noch at least 80%, more preferably at least 90% or even

Q Q

weiter bevorzugt mindestens 95 %, insbesondere mindestens 99 % oder sogar mindestens 99,9 % aller dem Bioreaktor zugeführten Kohlenstoffatome aller Kohlenstoffquellen in Form von Kohlendioxidgas und/oder Kohlenmonoxidgas dem Bioreaktor more preferably at least 95%, in particular at least 99% or even at least 99.9% of all carbon atoms of all carbon sources supplied to the bioreactor in the form of carbon dioxide gas and/or carbon monoxide gas to the bioreactor

zugeführt werden. be supplied.

Ausführungsform 20. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 13 bis 19, wobei die Schwefelquelle dem Bioreaktor zugeführt wird, wobei die Schwefelquelle bevorzugt Sulfid, Cystein oder Embodiment 20. The method according to any one of embodiments 13 to 19, wherein the sulfur source is supplied to the bioreactor, wherein the sulfur source is preferably sulfide, cysteine or

Cystein und Sulfid umfasst. cysteine and sulfide.

Ausführungsform 21. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 13 bis 20, wobei Wasserstoffgas, Acetat, eine Methylverbindung, bevorzugt ausgewählt aus Methylaminen, Methylsulfiden und Methanol, ein beliebiger anderer Alkohol, bevorzugt ein sekundärer Alkohol wie 2-Propanol oder 2-Butanol, eine methoxylierte aromatische Verbindung und/oder Formiat dem Bioreaktor zugeführt werden; wobei bevorzugt Wasserstoffgas, Acetat, Methanol oder Kombinationen davon dem Bioreaktor Embodiment 21. The process according to any one of embodiments 13 to 20, wherein hydrogen gas, acetate, a methyl compound, preferably selected from methylamines, methyl sulfides and methanol, any other alcohol, preferably a secondary alcohol such as 2-propanol or 2-butanol, a methoxylated aromatic compound and/or formate are fed to the bioreactor; wherein preferably hydrogen gas, acetate, methanol or combinations thereof are fed to the bioreactor

zugeführt werden. be supplied.

Ausführungsform 22. Verfahren nach Ausführungsform 21, wobei das Ernten Entfernen eines flüssigen Stroms aus dem Bioreaktor umfasst, wobei der flüssige Strom Fermentationsbrühe, Zellen des Stamms und produzierte Aminosäuren umfasst, Trennen der Zellen des Stamms von dem flüssigen Strom und Rückführen von Zellen des Embodiment 22. The method of embodiment 21, wherein harvesting comprises removing a liquid stream from the bioreactor, the liquid stream comprising fermentation broth, cells of the strain and produced amino acids, separating the cells of the strain from the liquid stream and recycling cells of the

Stamms zurück in den Bioreaktor. strain back into the bioreactor.

Ausführungsform 23. Verfahren nach Ausführungsform 22, ferner umfassend den Schritt des Reinigens der hergestellten Embodiment 23. The method of embodiment 22, further comprising the step of cleaning the produced

Aminosäuren aus dem Flüssigkeitsstrom. Amino acids from the fluid stream.

Ausführungsform 24. Verwendung des Stammes nach einer der Ausführungsformen 1 bis 12 zur Herstellung von Aminosäuren, Embodiment 24. Use of the strain according to any one of embodiments 1 to 12 for the production of amino acids,

insbesondere Glyvcin. especially glycine.

Ausführungsform 25. Fermentationsbrühe, die Zellen des Stamms Embodiment 25. Fermentation broth containing cells of the strain

gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 12 umfasst. according to any one of embodiments 1 to 12.

Ausführungsform 26. Ein Bioreaktor, der die Fermentationsbrühe Embodiment 26. A bioreactor containing the fermentation broth

der Ausführungsform 25 umfasst. of embodiment 25.

Die vorliegende Erfindung wird ferner durch die folgenden Figuren und Beispiele veranschaulicht, ohne darauf beschränkt zu The present invention is further illustrated by the following figures and examples, without being limited thereto.

sein. be.

Figur 1: Die Aminosäureproduktion durch Methanothermobacter marburgensis Arkeon (DSM 34858) wurde mit der Aminosäureproduktion durch Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 (Stamm Marburg) unter den gleichen Kulturbedingungen verglichen. Die (A) Prolinproduktionsrate und (B) ihr Anteil an den Gesamtaminosäuren ("AA") war für DSM 34858 signifikant Figure 1: Amino acid production by Methanothermobacter marburgensis Arkeon (DSM 34858) was compared with amino acid production by Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 (Marburg strain) under the same culture conditions. The (A) proline production rate and (B) its proportion of total amino acids ("AA") were significantly higher for DSM 34858.

niedriger. lower.

Figur 2: Multiple-Sequence-Alignment von argH, das für ASL kodiert, von mehreren Methanothermobacter-Genomen (ArgH _Arkeon: argH von Methanothermobacter marburgensis DSM 34858, ArgH_DSMZ: argH von Methanothermobacter marburgensis DSM 2133; ArgH_CaT2: argH von Methanothermobacter sp. DSM 24414; ArgH_deltaH: Methanothermobacter thermautotrophicus Delta H; ArgH_wolfei: Methanothermobacter wolfei). Die ersten beiden Nukleotide des Codons, das für den Aminosäurerest 51 von ASL kodiert, sind zwischen den bisher bekannten Methanothermobacter-Genomen hoch konserviert. Im Gegensatz dazu ist das zweite Nukleotid des Codons (hervorgehoben) im erfindungsgemäßen Stamm DSM 34858 mutiert, was zu einem Wechsel von Prolin zu Leucin an Position 51 von ASL führt. Figure 2: Multiple-sequence alignment of argH, which encodes ASL, from several Methanothermobacter genomes (ArgH_Arkeon: argH from Methanothermobacter marburgensis DSM 34858, ArgH_DSMZ: argH from Methanothermobacter marburgensis DSM 2133; ArgH_CaT2: argH from Methanothermobacter sp. DSM 24414; ArgH_deltaH: Methanothermobacter thermautotrophicus Delta H; ArgH_wolfei: Methanothermobacter wolfei). The first two nucleotides of the codon encoding amino acid residue 51 of ASL are highly conserved among the previously known Methanothermobacter genomes. In contrast, the second nucleotide of the codon (highlighted) is mutated in the inventive strain DSM 34858, resulting in a change from proline to leucine at position 51 of ASL.

Figur 3: Multiple-Sequence-Alignment von Methanothermobacter ASL-Sequenzen, veröffentlicht in UniProt (UniProtHinterlegungsnummern in blau angegeben) und Methanothermobacter marburgensis DSM 34858 ("DSM 34858"). Im Allgemeinen ist Position 51 (hervorgehoben) hoch konserviert. Im Gegensatz dazu ist im erfindungsgemäßen Stamm DSM 34858 die Position 51 von ASL Figure 3: Multiple-sequence alignment of Methanothermobacter ASL sequences published in UniProt (UniProt accession numbers indicated in blue) and Methanothermobacter marburgensis DSM 34858 ("DSM 34858"). In general, position 51 (highlighted) is highly conserved. In contrast, in the inventive strain DSM 34858, position 51 of ASL is

Leucin. Leucine.

Figur 4: Die Aminosäureproduktion durch Methanothermobacter marburgensis Arkeon (DSM 34858) wurde mit der Aminosäureproduktion durch Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 (Stamm Marburg) unter den gleichen Kulturbedingungen Figure 4: The amino acid production by Methanothermobacter marburgensis Arkeon (DSM 34858) was compared with the amino acid production by Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 (strain Marburg) under the same culture conditions

verglichen. Die (A) Glycinproduktionsrate und (B) ihr Anteil an The (A) glycine production rate and (B) its proportion of

den Gesamtaminosäuren ("AA") war für DSM 34858 signifikant höher. the total amino acids ("AA") was significantly higher for DSM 34858.

Beispiele Examples

Beispiel 1: Aminosäureproduktion und aktive Sekretion durch Example 1: Amino acid production and active secretion by

Methanothermobacter marburgensis Arkeon (DSM 34858) Methanothermobacter marburgensis Arkeon (DSM 34858)

Kontinuierliche Kultur von Methanothermobacter marburgensis Arkeon (hinterlegt bei der DSMZ unter der Hinterlegungsnummer DSM 34858 am 21. November 2023) zur Aminosäureproduktion wurde Continuous culture of Methanothermobacter marburgensis Arkeon (deposited at the DSMZ under the accession number DSM 34858 on 21 November 2023) for amino acid production was

erfolgreich etabliert. MM-Medium wurde verwendet. successfully established. MM medium was used.

MM Medium: NH.C1l 2,1 g/L und KH,PO: 6,8 g/L in ddH,O. 200x zuzugebende Spurenelement (TE)-LöÖösung (z.B. bis zu einer Konzentration von 5 ml pro L MM-Medium): Titriplex I 9 g/L, 800 ml H,O zugeben und mit 5 mol/L NaOH-Lösung auf pH 6,5 einstellen, dann zugeben (bis zur Zielkonzentration): MgCl,-6H,0 8 g/L, FeCl,-4H;0 2 g/L, CoCl2:6H,0 40 mg/L, NiCl1,:-6H,;O0 240 mg/L, NaMoO,-2H,0 40 mg/L, dann mit 1 mol/L NaOH und ddH, O auf pH 7,0 und Volumen von 1 L einstellen. Das Medium kann ferner z. B. 3,6 g/L NaHCOz3 als Kohlenstoffquelle enthalten. Als Schwefelquelle können z. B. 2 ml 0,5 mol/L Na,S-9H‚,0 pro Liter nach MM Medium: NH Cl 1 2.1 g/L and KH 2PO 6.8 g/L in ddH 2O. 200x trace element (TE) solution to be added (e.g. up to a concentration of 5 ml per L MM medium): Titriplex I 9 g/L, add 800 ml H 2O and adjust to pH 6.5 with 5 mol/L NaOH solution, then add (up to the target concentration): MgCl 2 6H 2O 8 g/L, FeCl 4 4H 2O 2 g/L, CoCl 2 6H 2O 40 mg/L, NiCl 1 6H 2O 240 mg/L, NaMoO 2 2H 2O 40 mg/L, then adjust to pH 7.0 and a volume of 1 L with 1 mol/L NaOH and ddH 2O. The medium can also be used e.g. B. 3.6 g/L NaHCO23 as a carbon source. As a sulfur source, e.g. 2 ml 0.5 mol/L Na,S-9H,0 per liter can be used.

Anaerobisierung und Autoklavierung zugegeben werden. Anaerobic treatment and autoclaving are added.

Das gleiche Medium wurde als Zufuhrmedium für den The same medium was used as feed medium for the

kontinuierlichen Kultivierungsmodus verwendet. continuous cultivation mode.

Experimente wurden in 2 L Bioreaktoren (Eppendorf AG, Hamburg, Deutschland) und in einem 15 L Bioreaktor (Biostat C+, Sartorius Stedim Biotech AG, Göttingen, Deutschland) durchgeführt. Experiments were conducted in 2 L bioreactors (Eppendorf AG, Hamburg, Germany) and in a 15 L bioreactor (Biostat C+, Sartorius Stedim Biotech AG, Göttingen, Germany).

Um anaerobe Bedingungen im Reaktionsgefäß zu gewährleisten, wurde das gesamte System vor der Beimpfung 10 Minuten lang mit einem H,/CO,-, N,- oder H,/CO,/N,-Gemisch gespült. To ensure anaerobic conditions in the reaction vessel, the entire system was flushed with a H,/CO,-, N,- or H,/CO,/N,- mixture for 10 minutes before inoculation.

Die Kultivierung erfolgte bei 65°C und einer Rührerdrehzahl von 100 bis 1200 U/min (Parallelbioreaktorsystem DASGIP, Eppendorf AG, Hamburg, Deutschland) und von 100 bis 1500 U/min (Biostat C+, Sartorius Stedim Biotech AG, Göttingen, Deutschland). Der pH-Wert wurde mit einer pH-Sonde (Mettler Toledo GmbH, Wien, Österreich oder Hamilton Bonaduz AG, Bonaduz, Cultivation was carried out at 65°C and a stirrer speed of 100 to 1200 rpm (DASGIP parallel bioreactor system, Eppendorf AG, Hamburg, Germany) and 100 to 1500 rpm (Biostat C+, Sartorius Stedim Biotech AG, Göttingen, Germany). The pH was measured using a pH probe (Mettler Toledo GmbH, Vienna, Austria or Hamilton Bonaduz AG, Bonaduz,

Schweiz) gemessen und konstant bei einem Wert von 7,0 gehalten. Switzerland) and kept constant at a value of 7.0.

Das Oxidationsreduktionspotential (ORP) wurde mit einer Redoxsonde (Mettler Toledo GmbH, Wien, Österreich) gemessen. Eine 0,5 mol/L Na‚,S-9H,0-Lösung wurde als Schwefelquelle verwendet und dem Bioreaktor konstant mit z. B. 0,2 ml/h bis 1,32 ml/h zugeführt. Das MM-Medium wurde mit einer analogen peristaltischen Pumpe aufgetragen. Die MM-Mediumzufuhrrate, die Natrium-Na,S: 9H,0-Zufuhrrate und die Titration wurden gravimetrisch aufgezeichnet oder durch die Pumpendrehzahl eingestellt. Das Bioreaktorvolumen wurde konstant gehalten, indem Kultursuspension über ein Tauchrohr mit einer peristaltischen Pumpe entnommen wurde, die auf ein festes Bioreaktorgewicht geregelt wurde, oder indem ein Rohr in einer festen Höhe als Niveauregelsystem verwendet wurde. Die entnommene Suspension wurde in einer Ernteflasche aufgefangen und deren Volumen gravimetrisch erfasst. Alle Lösungen wurden durch Spülen mit N,, H,/CO, oder H,/CO,/N, anaerobisiert. Um die anaeroben Bedingungen aufrechtzuerhalten, wurden alle Flaschen mit N, unter Druck gesetzt. Als Substrat wurde reines H,/CO, (4:1) verwendet. Der CO,-Gasfluss wurde über die MX4/4-Anlage (Eppendorf AG, Hamburg, Deutschland) gesteuert. Der H,-Gasfluss wurde über die C100L-Einheit (Sierra Instruments, Monterey, USA) The oxidation-reduction potential (ORP) was measured using a redox probe (Mettler Toledo GmbH, Vienna, Austria). A 0.5 mol/L Na‚,S-9H‚ solution was used as the sulfur source and constantly fed to the bioreactor at, for example, 0.2 mL/h to 1.32 mL/h. The MM medium was applied using an analog peristaltic pump. The MM medium feed rate, the sodium Na‚,S:9H‚ feed rate, and the titration were recorded gravimetrically or adjusted by the pump speed. The bioreactor volume was kept constant by withdrawing culture suspension via a dip tube with a peristaltic pump controlled to a fixed bioreactor weight or by using a tube at a fixed height as a level control system. The withdrawn suspension was collected in a harvesting bottle, and its volume was recorded gravimetrically. All solutions were anaerobized by purging with N,, H,/CO,, or H,/CO,/N,. To maintain anaerobic conditions, all bottles were pressurized with N,. Pure H,/CO, (4:1) was used as the substrate. The CO, gas flow was controlled by the MX4/4 system (Eppendorf AG, Hamburg, Germany). The H, gas flow was controlled by the C100L unit (Sierra Instruments, Monterey, USA).

gesteuert. controlled.

Mehrere Durchläufe kontinuierlicher Kulturen von M., marburgensis Arkeon wurden unter anaeroben Bedingungen durchgeführt. Das Volumen eines Durchlaufs reichte von 1,6 L bis 10,29 L. Die Verdünnungsrate (D) wurde zwischen den Durchläufen variiert, insbesondere mit Werten für D von 0,0125 h” bis 0,05 h” *, Volumengas pro Volumen Flüssigkeit pro Minute (vvm) wurde auch zwischen den Durchläufen variiert, z. B. von 0,125 bis 0,5. Die Rührung (U/min) wurde auch zwischen den Durchläufen variiert, beispielsweise von 375 bis 1500. Als Schwefelquelle wurden 0,5 mol/L Na,»S von z.B. 0,2 ml/h bis 1,32 ml/h zugeführt. Typischerweise wurde die Ammoniumkonzentration zwischen 15 mmol/L und 35 mmol/L gehalten. Several runs of continuous cultures of M. marburgensis Arkeon were carried out under anaerobic conditions. The volume of one run ranged from 1.6 L to 10.29 L. The dilution rate (D) was varied between runs, specifically with values for D from 0.0125 h⁻¹ to 0.05 h⁻¹. Volume gas per volume liquid per minute (vvm) was also varied between runs, e.g., from 0.125 to 0.5. The agitation (rpm) was also varied between runs, e.g., from 375 to 1500. As a sulfur source, 0.5 mol/L Na⁻¹S was supplied at a rate of e.g., 0.2 ml/h to 1.32 ml/h. Typically, the ammonium concentration was maintained between 15 mmol/L and 35 mmol/L.

Die Produktion und Sekretion der folgenden Aminosäuren (in Kombination) in den Kulturüberstand wurde typischerweise beobachtet: Asp, Glu, Asn, Ser, His, Gln, Gly, Thr, Arg, Ala, Tyr, Val, Met, Norvalin (Nva), Trp, Ile, Phe, Leu, Lys. Einzelne The production and secretion of the following amino acids (in combination) into the culture supernatant was typically observed: Asp, Glu, Asn, Ser, His, Gln, Gly, Thr, Arg, Ala, Tyr, Val, Met, norvaline (Nva), Trp, Ile, Phe, Leu, Lys.

Aminosäureproduktionsraten wurden bis zu etwa 40 umol L”* h”* Amino acid production rates were measured up to about 40 umol L”* h”*

(volumetrisch) und bis zu etwa 900 umol h7”!g” (spezifisch pro (volumetric) and up to about 900 umol h7”!g” (specific per

Biomasse) beobachtet. Cys und Pro wurden aufgrund analytischer Einschränkungen nicht erkannt, aber es wird erwartet, dass sie biomass). Cys and Pro were not detected due to analytical limitations, but are expected to

ebenfalls produziert und sekretiert werden. are also produced and secreted.

Zusammenfassend wurde eine zuverlässige Produktion von In summary, a reliable production of

Aminosäuren in kontinuierlicher Kultur beobachtet. Amino acids observed in continuous culture.

Beispiel 2: Genomische und physiologische Analyse von Example 2: Genomic and physiological analysis of

Methanothermobacter marburgensis Arkeon (DSM 34858) Methanothermobacter marburgensis Arkeon (DSM 34858)

Wir fanden heraus, dass Methanothermobacter marburgensis Arkeon (DSM 34858) Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 (Stamm Marburg) auf genomischer Ebene sehr ähnlich war. Da der M, marburgensis Stamm Marburg diesem neuen Stamm am nächsten kam, verglichen wir die beiden Stämme auf einer detaillierten genomischen Ebene (SNPs, Deletionen, Insertionen) und in Bezug We found that Methanothermobacter marburgensis Arkeon (DSM 34858) was very similar to Methanothermobacter marburgensis DSM 2133 (strain Marburg) at the genomic level. Since M. marburgensis strain Marburg was the closest to this new strain, we compared the two strains at a detailed genomic level (SNPs, deletions, insertions) and in relation to

auf Aminosäuresekretion und spezifische Wachstumsrate. METHODEN Genomische DNA-Extraktion on amino acid secretion and specific growth rate. METHODS Genomic DNA extraction

Als ersten Schritt haben wir Zellen von M. marburgensis Stamm Arkeon geerntet. Daher zentrifugierten wir anaerob schrittweise 12 ml einer Übernachtkultur, die bis zu einer OD600 von etwa 0,4 wuchs. Der Überstand wurde verworfen und das Pellet in 300 ul anaeroben sterilen Wachstumsmedien resuspendiert. Zu der Zellsuspension wurden 5 ul des zellwandabbauenden Enzyms PeiW [c= 5 ug/ml] gegeben und bei 65 °C für etwa 1 h inkubiert, bis eine vollständige Lyse eintritt. Wir haben dieses Lysat von M, marburgensis für die genomische DNA-Extraktion über das Promega Wizard® Genomic DNA Purification Kit verwendet. Extrahierte genomische DNA wurde für kurze Zeit bis zum Versand bei 4 °C gelagert. Reinheit und Ausbeute wurden mit dem Qubit-As a first step, we harvested cells from M. marburgensis strain Arkeon. Therefore, we anaerobically centrifuged 12 ml of an overnight culture, which grew to an OD600 of approximately 0.4. The supernatant was discarded, and the pellet was resuspended in 300 μl of anaerobic sterile growth media. 5 μl of the cell wall-degrading enzyme PeiW [c = 5 μg/ml] was added to the cell suspension and incubated at 65°C for approximately 1 h until complete lysis occurred. We used this lysate of M. marburgensis for genomic DNA extraction using the Promega Wizard® Genomic DNA Purification Kit. Extracted genomic DNA was stored briefly at 4°C until shipping. Purity and yield were determined using the Qubit-

Hochempfindlichkeitstest gemessen. Nanoporen-Sequenzierung High sensitivity test measured. Nanopore sequencing

Natives Barcoding genomischer DNA NBE_ 9065 _v109 revAMProtokoll mit Kits SOL-LSK109 mit nativen BarcodingErweiterungen 1-12 EXP-NDB104 und FLO-Min106 (R9.4.1) FlLowZellen. Kurz gesagt, End-Repair für das Adapter-Attachment, Ligation nativer Barcodes, Ligatsequenzierungsadapter, PrimeFlow-Zelle und Laden der DNA auf die Flow-Zelle. Standard-Native barcoding of genomic DNA NBE_ 9065 _v109 revAM protocol using kits SOL-LSK109 with native barcoding extensions 1-12 EXP-NDB104 and FLO-Min106 (R9.4.1) for flow cells. In brief, end repair for adapter attachment, ligation of native barcodes, ligation of sequencing adapters, PrimeFlow cell, and loading of DNA onto the flow cell. Standard

Sequenzierbetrieb. Sequencing operation.

Illumina-Sequenzierung Illumina sequencing

100 ng hochmolekulare DNA in einer Konzentration von mindestens 10 ng/uL wurden an die Eurofins NGSSequenzierungsanlage in Konstanz, Deutschland, geschickt. Die Bibliotheksvorbereitung und Illumina-Sequenzierung wurde von der 100 ng of high molecular weight DNA at a concentration of at least 10 ng/uL was sent to the Eurofins NGS sequencing facility in Konstanz, Germany. Library preparation and Illumina sequencing were performed by the

NGS-Sequenzierungsanlage von Eurofins durchgeführt. Genomassemblierung und Alignment an Referenzgenomen Eurofins' NGS sequencing facility. Genome assembly and alignment to reference genomes

Es wurde ein Hybridaufbau durchgeführt, um das Genom für M, marburgenis Stamm Arkeon zu generieren. Dies beinhaltete einen hochtiefen Satz von Nanopore-Lesungen sowie Daten aus einem Illumina-Sequenzierungslauf. Zuerst wurden mehrere verschiedene Assembler (Flye, Miniasm, Canu und Raven) verwendet, um reine Nanopore-Assemblierungen zu erstellen, die jeweils unterschiedliche Teilmengen der Auslesungen verwendeten. Trycycler wurde verwendet, um das Genom zu zirkularisieren, indem diese Ergebnisse kombiniert wurden, und die IlluminaAuslesungen wurden verwendet, um die endgültige Sequenz aufzupolieren (unter Ausnutzung der höheren Genauigkeit der Illumina-Plattform). Das endgültige Genom von M, marburgensis Stamm Arkeon hatte eine hohe Identität (>99,9%) sowohl zu dem ursprünglichen Genom M, marburgenis DSM 2133, hinterlegt bei NCBI, als auch zu dem kürzlich bei der Universität Tübingen A hybrid assembly was performed to generate the genome for M. marburgenis strain Arkeon. This included a high-depth set of Nanopore reads as well as data from an Illumina sequencing run. First, several different assemblers (Flye, Miniasm, Canu, and Raven) were used to create pure Nanopore assemblies, each using different subsets of the reads. Trycycler was used to circularize the genome by combining these results, and the Illumina reads were used to polish the final sequence (taking advantage of the higher accuracy of the Illumina platform). The final genome of M. marburgensis strain Arkeon had high identity (>99.9%) to both the original M. marburgenis DSM 2133 genome deposited at NCBI and the one recently collected at the University of Tübingen.

hinterlegten M, marburgenis DSM 2133. Identifikation von SNPs, Deletionen und Insertionen deposited M, marburgenis DSM 2133. Identification of SNPs, deletions and insertions

Um mögliche Variationen des interessierenden Stamms zu identifizieren, wurden die Sequenzierungsdaten den Genomen von M, marburgenis DSM 2133 (einschließlich des ursprünglich auf NCBI hochgeladenen Genoms sowie eines aktuellen Genoms der Universität Tübingen) unter Verwendung von BowTie2 zugeordnet, das von der Geneious-Plattform unter Verwendung von Standardparametern gestartet wurde. Variationen, einschließlich SNPs, wurden mit dem integrierten Annotationstool in Geneious identifiziert. Eine Mindestvariantenhäufigkeit von 25% wurde verwendet, um mögliche heterozygote Effekte zu ermöglichen, To identify potential variations in the strain of interest, the sequencing data were mapped to the genomes of M. marburgenis DSM 2133 (including the genome originally uploaded to NCBI as well as a recent genome from the University of Tübingen) using BowTie2, which was launched from the Geneious platform using default parameters. Variations, including SNPs, were identified using the integrated annotation tool in Geneious. A minimum variant frequency of 25% was used to allow for possible heterozygous effects.

ansonsten waren Standardparameter ausreichend. Vorbereitung von Wachstumsmedien Otherwise, standard parameters were sufficient. Preparation of growth media

Ein L Medien bestand aus 2,1 g Ammoniumchlorid, 6,8 g Kaliumdihydrogenphosphat, 3,6 g Natriumbicarbonat, 1 ml 0,025% One L of media consisted of 2.1 g ammonium chloride, 6.8 g potassium dihydrogen phosphate, 3.6 g sodium bicarbonate, 1 ml 0.025%

iger Resazurin-Stammlösung und 1 ml Spurenelementlösung. Der pHWert des Mediums wurde mit 10 mol/L Natronlauge auf 7,2 eingestellt. Ein Liter Spurenelementlösung bestand aus 90 g Nitrilotriessigsäure, 40 g Magnesiumchlorid-Hexahydrat, 10 g Eisen(II)chlorid-Tetrahydrat, 0,2 g Kobaltchlorid-Hexahydrat, 1,2 g Nickelchlorid-Hexahydrat und 0,2 g NatriummolybdatDihydrat. Der pH-Wert wurde mit 1 mol/L Natronlauge auf 7 eingestellt. Nach Abwiegen der Chemikalien wurde das Medium 40 min mit N,/CO, (20% CO, in N,) begast. Dann wurde das Medium in die anaerobe Kammer übertragen und mit 2 mlı 0,5 mol/L Natriumsulfid-Nonahydrat-Lösung reduziert. Das reduzierte Medium wurde ä 25 ml in 125 ml Serumflaschen abgefüllt. Die Flaschen wurden mit blauen Butylgummistopfen (Chemglass Inc.) verschlossen und mit Aluminiumkappen gecrimpt. Anschließend wurde der Kopfraum der Serumflaschen in drei Gas-Vakuum-Zyklen gegen H,/CO, (20% CO, in H,) ausgetauscht. Der Endüberdruck wurde auf 1,8 bar eingestellt. Im letzten Schritt wurden alle fertigen Medienflaschen 20 min bei 121 °C und 2 bar Überdruck 10% resazurin stock solution and 1 ml trace element solution. The pH of the medium was adjusted to 7.2 with 10 mol/L sodium hydroxide solution. One liter of trace element solution consisted of 90 g nitrilotriacetic acid, 40 g magnesium chloride hexahydrate, 10 g iron(II) chloride tetrahydrate, 0.2 g cobalt chloride hexahydrate, 1.2 g nickel chloride hexahydrate, and 0.2 g sodium molybdate dihydrate. The pH was adjusted to 7 with 1 mol/L sodium hydroxide solution. After weighing the chemicals, the medium was gassed with N2/CO2 (20% CO2 in N2) for 40 min. The medium was then transferred to the anaerobic chamber and reduced with 2 ml of 0.5 mol/L sodium sulfide nonahydrate solution. The reduced medium was dispensed in 25 ml volumes into 125 ml serum bottles. The bottles were sealed with blue butyl rubber stoppers (Chemglass Inc.) and crimped with aluminum caps. Subsequently, the headspace of the serum bottles was exchanged for H2/CO2 (20% CO2 in H2) in three gas-vacuum cycles. The final overpressure was set to 1.8 bar. In the final step, all finished media bottles were incubated for 20 min at 121 °C and 2 bar overpressure.

autoklaviert. Phänotypischer Charakterisierungsansatz autoclaved. Phenotypic characterization approach

Für beide M. marburgensis Stämme wurde eine Vorkultur im gleichen Medium hergestellt, wie für die phänotypische Charakterisierung verwendet wurde. Beide Stämme wurden auf die gleiche optische Dichte beimpft, basierend auf der optischen Dichte der Vorkultur in der anaeroben Kammer (5 % H, in N,) um 18 Uhr. Nach Inkubation bei 65 °C über Nacht wurden die Kulturen mit H,/CO, (20% CO, in H,) auf ein Volumen von 1,8 bar Überdruck nachbehandelt und bei 65 °C weiter inkubiert. Dieser Vorgang wurde in den nächsten 8 h noch 3 mal wiederholt. Damit konnte ein Zeitverlaufsexperiment mit exponentiellem Wachstum durchgeführt werden. Jede Probenahme bestand aus der Messung der optischen Dichte bei 600 nm und anschließender Zentrifugation der Proben für 4 min, 16000 g bei Raumtemperatur. Während das Pellet verworfen wurde, wurde der Überstand zur Aminosäurequantifizierung mittels HPLC-MS übergeben. Eine fünfte Probe wurde am nächsten Morgen entnommen, um eine Probe aus der späten stationären Wachstumsphase aus Vergleichsgründen zur For both M. marburgensis strains, a preculture was prepared in the same medium as used for phenotypic characterization. Both strains were inoculated to the same optical density, based on the optical density of the preculture in the anaerobic chamber (5% H in N) at 6 p.m. After incubation at 65 °C overnight, the cultures were treated with H/CO (20% CO in H) to a volume of 1.8 bar overpressure and further incubated at 65 °C. This procedure was repeated three more times over the next 8 h. This allowed for a time-course experiment with exponential growth. Each sampling consisted of measuring the optical density at 600 nm and subsequent centrifugation of the samples for 4 min at 16,000 g at room temperature. While the pellet was discarded, the supernatant was submitted for amino acid quantification by HPLC-MS. A fifth sample was taken the next morning to obtain a sample from the late stationary growth phase for comparison purposes.

exponentiellen Wachstumsphase zu erhalten. exponential growth phase.

ERGEBNISSE RESULTS

Genom-Assemblierung Genome assembly

Für den Produktionsstamm M. marburgensis Arkeon (DSM 34858) wurde ein neuer Genomstandard zusammengestellt. Die Assemblierung dieses Genoms war aus mehreren Gründen signifikant. Erstens gibt es einen neuen Standard für zukünftige Analysen, basierend auf dem Stamm Arkeon. Zweitens liefert es Hinweise auf genomische Stabilität im Stamm sowie Informationen zu wahrscheinlichen Mutationen im Genom. Dies ermöglicht es der Einheit, Verhaltensunterschiede im Vergleich zu M. marburgensis DSM 2133 (d. h. demjenigen, das mit dem ursprünglichen Genom verbunden ist, das bei NCBI gespeichert ist; NC_014408) zu bewerten. Schließlich ist es unseres Wissens das erste Genom eines M, marburgensis-Stamms, das mit Hybridsequenzierung zusammengesetzt ist und sowohl die Sequenzierungsplattformen von Illumina als auch Oxford Nanopore Technology (ONTs) verwendet, A new genome standard was assembled for the production strain M. marburgensis Arkeon (DSM 34858). The assembly of this genome was significant for several reasons. First, it provides a new standard for future analyses based on the Arkeon strain. Second, it provides evidence of genomic stability in the strain as well as information on likely mutations in the genome. This allows the unit to evaluate behavioral differences compared to M. marburgensis DSM 2133 (i.e., the one linked to the original genome stored at NCBI; NC_014408). Finally, to our knowledge, this is the first genome of an M. marburgensis strain assembled using hybrid sequencing, using both the Illumina and Oxford Nanopore Technology (ONTs) sequencing platforms.

um ein strukturell und pro Basenpaar genaues Genom zu erzeugen. to create a structurally and base-pair accurate genome.

Wir haben das Arkeon-Genom mit dem oben erwähnten NCBI-Genom von M, marburgensis DSM 2133 und einem kürzlich von Casini et al. (2023) von der Universität Tübingen veröffentlichten Genom von M, marburgensis DSM 2133 verglichen. Das Arkeon-Genom war 1.634.309 Basenpaare lang, verglichen mit 1.634.695 (NCBI) und 1.634.705 (Tübingen). Darüber hinaus wurde eine paarweise Übereinstimmung zwischen allen drei Genomen erzielt, wenn sie mit Mauve ausgerichtet wurden. Mit anderen Worten, die Genome sind sehr identisch, was darauf hindeutet, dass unsere Anordnung We compared the Arkeon genome with the above-mentioned NCBI genome of M. marburgensis DSM 2133 and a genome of M. marburgensis DSM 2133 recently published by Casini et al. (2023) from the University of Tübingen. The Arkeon genome was 1,634,309 base pairs long, compared to 1,634,695 (NCBI) and 1,634,705 (Tübingen). Furthermore, pairwise agreement was achieved between all three genomes when aligned with Mauve. In other words, the genomes are highly identical, suggesting that our alignment

eine sehr hohe Genauigkeit aufweist (Tabelle 1). has a very high accuracy (Table 1).

Tabelle 1: Vergleich der Genome. Arkeon bezieht sich auf das Genom von M, marburgensis Arkeon, NCBI auf das Genom, das mit Table 1: Comparison of the genomes. Arkeon refers to the genome of M. marburgensis Arkeon, NCBI refers to the genome associated with

Hinterlegung NC_ 14408 bei NCBI gespeichert ist, und Tübingen Deposit NC_ 14408 is stored at NCBI, and Tübingen

bezieht sich auf das von Casini et al. (2023) veröffentlichte Genom. refers to the genome published by Casini et al. (2023).

Genom % Identität Arkeon vs. NCBI 99,96 Genome % Identity Arkeon vs. NCBI 99.96

Arkeon vs. Tübingen 99,97 Arkeon vs. Tübingen 99.97

NCBI vs. Tübingen 99,99 NCBI vs. Tübingen 99.99

Arkeon vs. Tübingen vs. NCBI 99,97 Arkeon vs. Tübingen vs. NCBI 99.97

Schließlich wurde Prokka verwendet, um Gene zu benennen, einschließlich Protein-kodierender, tRNA- und rRNA-Gene. Prokka identifizierte 1.736 Protein-kodierende Gene, 38 tRNA-Gene und 7 FrRNA-Gene. EggNOG 6.0 wurde verwendet, um funktionelle Annotationen der Protein-kodierenden Gene zu verbessern und ein gutes Bild der metabolischen Fähigkeiten des Organismus zu Finally, Prokka was used to name genes, including protein-coding, tRNA, and rRNA genes. Prokka identified 1,736 protein-coding genes, 38 tRNA genes, and 7 FrRNA genes. EggNOG 6.0 was used to improve functional annotations of the protein-coding genes and to obtain a good picture of the organism's metabolic capabilities.

vermitteln. Beurteilung von Mutationen Assessment of mutations

Die Genom-Alignments wurden untersucht, um potenzielle interessante Mutationen zu bestimmen, die im ArkeonProduktionsstamm aufgetreten sein könnten. Es scheint, dass es relativ wenige Mutationen gibt, und von denen, die identifiziert wurden, ist ein signifikanter Anteil wahrscheinlich auf Assemblierungsfehler kleinen Ausmaßes zurückzuführen. Insbesondere sogenannte Homopolymere (d. h. Abschnitte des Genoms, in denen sich derselbe Buchstabe mehrfach wiederholt) sind insbesondere in Bezug auf ihre Länge eine Herausforderung für moderne Sequenzierungsplattformen. Wir identifizierten 42 Unterschiede zwischen dem Tübinger Genom und dem Arkeon-Genom, von denen 16 Längenänderungen von Homopolymeren und 26 nachgewiesene Unterschiede waren, die in Tabelle 2 aufgeführt sind, wie Deletionen und SNPs, die zu stillen oder bedeutungsvollen Mutationen in offenen Leserahmen führten. Darüber hinaus identifizierten wir 102 Unterschiede zwischen dem NCBI-Genom und unserem, von denen 10 Veränderungen der Homopolymerlänge waren. Wir glauben, dass das Arkeon-Genom sowie das Tübingen-Genom höhere Assemblierungsgenauigkeiten aufweisen als das ursprüngliche NCBI-Genom, das vor über 10 Jahren mit The genome alignments were examined to determine potentially interesting mutations that may have occurred in the Arkeon production strain. It appears that there are relatively few mutations, and of those identified, a significant proportion are likely due to small-scale assembly errors. In particular, so-called homopolymers (i.e., sections of the genome in which the same letter is repeated multiple times) pose a challenge for modern sequencing platforms, particularly with regard to their length. We identified 42 differences between the Tübingen genome and the Arkeon genome, of which 16 were homopolymer length changes and 26 were detected differences listed in Table 2, such as deletions and SNPs that resulted in silent or meaningful mutations in open reading frames. In addition, we identified 102 differences between the NCBI genome and ours, of which 10 were homopolymer length changes. We believe that the Arkeon genome as well as the Tübingen genome have higher assembly accuracies than the original NCBI genome, which was assembled over 10 years ago with

älteren Technologien assembliert wurde. older technologies were assembled.

Tabelle 2: SNPs und Deletionen im Arkeon-Genom im Vergleich zu Table 2: SNPs and deletions in the Arkeon genome compared to

DSM 2133 (Tübinger Sequenzierung) DSM 2133 (Tübingen sequencing)

a U hate Tyan] em Position im Länge : säure- : Nukleotidänderung : Änderun ; Polymorphie-Typ : effekt häufiskeit Anmerkungen Arkeon-Genom ; änderung : : 8 : 8 NT N EEE BE 587% > N Tritt zwischen Genen auf - wahrscheinlich 454.963 18 * TCTTTCCATGGTTEGATE : ; Deletion : 67 9% zwischen den TATA-Boxen, wahrscheinlich : : ; : 7 minimale Auswirkungen auf die Expression 491.708 1 GSX "SNP (Transition) 96,50% Stumm ; ; : i Deletion 87.4% -> Einzelcodon-Deletion, 15 AA vom Ende des 1.494.011 3 : A-> : (TGC)3 -> (TGC)2 : GCA -> ; (Tandemwiederh : Deletion 89 % Gens (Atmungskettenkomplex I, Untereinheit ; : : ; olung) ; a 1) 427.099 1 : : 7 : ; Deletion © Frame Shift 95.90% Möglicher Frameshift bei 1/3 von hdrB, was ) : : ; ; ; 7A zu einem frühen Stopp-Codon führt Potenzieller Frameshift im letzten „1/4 des ; ; ; { ; Proteins, ändert die Sequenz und führt zu 1.146.087 1 : : -C : : Deleti IF Shift 93,50 % ) ; ; : ; SIEHON : Fame SA A einem leicht frühen Stop-Codon im Protein der Transglutaminase-Familie ; ; : i : 94.0% -> Potenzieller Frameshift in den ersten -1/4 des 1.222.672 2 ; ; -TT ; ; Deletion Frame Shift 99 9% Proteins, was zu einem frühen Stop-Codon a U hate Tyan] em Position in the Arkeon genome Length : acid : nucleotide change : change ; polymorphism type : effect frequency Notes change : : 8 : 8 NT N EEE BE 587% > N Occurs between genes - probably 454,963 18 * TCTTTCCATGGTTEGATE : ; Deletion : 67 9% between the TATA boxes, probably : : ; : 7 minimal effects on expression 491,708 1 GSX "SNP (Transition) 96.50% Silent ; ; : i Deletion 87.4% -> Single codon deletion, 15 AA from the end of the 1,494,011 3 : A-> : (TGC)3 -> (TGC)2 : GCA -> ; (Tandem repeat : Deletion 89% gene (respiratory chain complex I, subunit ; : : ; deletion) ; a 1) 427,099 1 : : 7 : ; Deletion © Frame Shift 95.90% Possible frameshift at 1/3 of hdrB, leading to an early stop codon ) : : ; ; ; 7A Potential frameshift in the last "1/4 of the ; ; ; { ; protein, changes the sequence and leads to a slightly early stop codon in the transglutaminase family protein 1,146,087 1 : : -C : : Deleti IF Shift 93.50 % ) ; ; : ; SIEHON : Fame SA A ; ; : i : 94.0% -> Potential frameshift in the first -1/4 of the protein, resulting in an early stop codon

führt leads

: : : ; ; Potentieller Frameshift 1/2 Weg durch 1.343.294 1 : : -T : ; Deletion : Frame Shift 94,30 % Protein, führt zu frühem Stop-Codon (DUF11; ; : ; ; Domänen-enthaltendes Protein) : : : ; ; Potential frameshift 1/2 way through 1,343,294 1 : : -T : ; Deletion : Frameshift 94.30% Protein, leading to early stop codon (DUF11; ; : ; ; domain-containing protein)

Potenzieller Frameshift im letzten 1/4 des Potential frame shift in the last 1/4 of the

; ; ; i . ; . Proteins, was zu einem frühen Stopp-Codon 1.354.592 1 : : -A : ; Deleti UF Shift 90,90 % : : : ; CIEHON ; Fame SM 70 führt (Klasse | SAM-abhängige DNAMethyltransferase) : : 3 TAC-> i a ; . 903.826 1 : C->T 5 54T SNP (Transition) : Keine 99,80 % Stumm 1.169.849 1 ; G->A i GGG-> | SNP (Transition) ; Keine 95,50 % Stumm : : PL GGA : ; ; ; i . ; . Proteins, resulting in an early stop codon 1,354,592 1 : : -A : ; Deleti UF Shift 90.90 % : : : ; CIEHON ; Fame SM 70 (Class | SAM-dependent DNA methyltransferase) : : 3 TAC-> i a ; . 903,826 1 : C->T 5 54T SNP (Transition) : None 99.80 % Silent 1,169,849 1 ; G->A i GGG-> | SNP (Transition) ; None 95.50 % Silent : : PL GGA :

SNP (Transition) : Substitution 100,00 % ORC1-Typ DNA-Replikationsprotein Cdc6-1 SNP (Transition): Substitution 100.00% ORC1 type DNA replication protein Cdc6-1

282.089 1.3 G>R C->T : ve G ? SNP (Transition) : Substitution 100,00 % Kobalt-ECF-Transporter T-Komponente CbiQ : : i CAC-> | u : nn - . . 389.110 1 : H->Y G->A ; TAC 1 SNP (Transition) : Substitution 97,60 % 3H-domänenhaltiges Protein ET EA N a 507.380 1 : L->P : A->G : CCA 1 SNP (Transition) ; Substitution 92,80 % MFS-Transporter : : i GTC-> SNP : in rn 577.283 105 V>L C->G So cte (Transversion) ; Substitution 33,50 % Homoisocitrat-Dehydrogenase 652.060 1 PL CT ; CCA -> ; SNP (Transition) ; Substitution 95.00% GTP-abhängiges Dephospho-CoA-Kinase. ; ; ii CTA : ’ Familie-Protein : : i CCG-> | u : nn 2 . 282.089 1.3 G>R C->T : ve G ? SNP (Transition) : Substitution 100.00% cobalt ECF transporter T component CbiQ : : i CAC-> | u : nn - . . 389,110 1 : H->Y G->A ; TAC 1 SNP (transition): substitution 97.60% 3H domain-containing protein ET EA N a 507,380 1: L->P: A->G: CCA 1 SNP (transition); Substitution 92.80% MFS transporter : : i GTC-> SNP : in rn 577,283 105 V>L C->G So cte (transversion); Substitution 33.50% homoisocitrate dehydrogenase 652.060 1 PL CT ; CCA -> ; SNP (transition) ; Substitution 95.00% GTP-dependent dephospho-CoA kinase. ; ; ii CTA : ’ family protein : : i CCG-> | u : nn 2 .

652.762 1 P->L C->T 5 c1ie ; SNP (Transition) : Substitution 97,50 % Argininosuccinatlyase (ASL) TTETNUUNTENTTTNNTENUUNUNUU EU ACEI> mem U Coenzym F420 Hydrogenase/Dehydrogenase, 661.870 1 : T->A : T->C : ; SNP (T ti : Substituti 96,50 % . . . N 652,762 1 P->L C->T 5 c1ie ; SNP (transition): Substitution 97.50% argininosuccinate lyase (ASL) TTETNUUNTENTTTTNNTENUUNUNUU EU ACEI> mem U coenzyme F420 hydrogenase/dehydrogenase, 661,870 1: T->A: T->C: ; SNP (T ti: Substituti 96.50% . . . N

; ; ai GCC (Transition) : UDSEEUMON ) beta-Untereinheit C-terminale Domäne : : i AGG-> | N : nn nn . 833.823 1 ; R->K C->T © AG SNP (Transition) : Substitution 97,50 % ATP-abhängige DNA-Helikase 965.067 1 ; E->K G->A : ; SNP (Transition) : Substitution 97,50 % hypothetisches Protein A EUTIN NUN GGT IS UT ee 1.027.633 1 i G->D : C->T : GAT i SNP (Transition) : Substitution 100,00 % hypothetisches Protein : : i GAC-> i LG nn N 1.182.802 1 1 D->N : C->T ; AAC ; SNP (Transition) : Substitution 99,80 % Transkriptionsinitiationsfaktor IIB : : : -> : 8 _ 1.204.471 1° 1>M A->G ; ATA-> NP (Transition) : Substitution | 99,90% Formylmethanofuran-Dehydrogenase : ; ; ATG ; : Untereinheit B 1.253.160 1 H->Y G->A : CAT -> ; SNP (Transition) : Substitution 94,10 % Lactaldehyd-Dehydrogenase ; ; ai GCC (Transition) : UDSEEUMON ) beta-subunit C-terminal domain : : i AGG-> | N : nn nn . 833.823 1 ; R->K C->T © AG SNP (Transition) : Substitution 97.50 % ATP-dependent DNA helicase 965.067 1 ; E->K G->A : ; SNP (Transition) : Substitution 97.50 % hypothetical protein A EUTIN NUN GGT IS UT ee 1,027,633 1 i G->D : C->T : GAT i SNP (Transition) : Substitution 100.00 % hypothetical protein : : i GAC-> i LG nn N 1,182,802 1 1 D->N : C->T ; AAC ; SNP (Transition) : Substitution 99.80 % Transcription initiation factor IIB : : : -> : 8 _ 1,204,471 1° 1>M A->G ; ATA-> NP (Transition) : Substitution | 99.90% Formylmethanofuran dehydrogenase : ; ; ATG ; : Subunit B 1,253,160 1 H->Y G->A : CAT -> ; SNP (Transition) : Substitution 94.10 % Lactaldehyde dehydrogenase

; ; ; PATE SNP ; Sees al Protein der AA X Ende pentd ae 1.441.536 2° 1 1 M>R i A->C 5 ; . Substitution 97,50% © YP 8 PSP | ; : ; AGG 2? (Transversion) i ; | Familie ; ; ; GATE SNP ; Sees al protein of the AA X end pentd ae 1,441,536 2° 1 1 M>R i A->C 5 ; . Substitution 97.50% © YP 8 PSP | ; : ; AGG2? (transversion) i ; | Family

Phänotypischer Vergleich Phenotypic comparison

Die Wachstumskurve von DSM 2133 und dem Arkeon-Stamm variierte bis auf den Zeitpunkt 1 um 16,5 h nicht. Danach war das Wachstumsverhalten relativ ähnlich. Da die Aminosäuresekretion in Closed-Batch-Experimenten einer linearen Korrelation zur optischen Dichte folgt. Alle Proben wurden über einen Koeffizienten auf die mittlere optische Dichte pro The growth curve of DSM 2133 and the Arkeon strain did not vary except for time point 1 at 16.5 h. After that, the growth behavior was relatively similar. Since amino acid secretion in closed-batch experiments follows a linear correlation with the optical density, all samples were adjusted for the mean optical density per

Zeitpunkt eingestellt. Time set.

Die Aminosäureproduktion durch DSM 34858 wurde mit der Aminosäureproduktion durch DSM 2133 verglichen. Die Prolinproduktionsrate und ihr Anteil an den Gesamtaminosäuren The amino acid production by DSM 34858 was compared with the amino acid production by DSM 2133. The proline production rate and its proportion of total amino acids

war für DSM 34858 signifikant niedriger (siehe Fig. 1). was significantly lower for DSM 34858 (see Fig. 1).

Umgekehrt war die Glycinproduktionsrate und ihr Anteil an den Gesamtaminosäuren für DSM 34858 signifikant höher (siehe Fig. 4). Conversely, the glycine production rate and its proportion of total amino acids were significantly higher for DSM 34858 (see Fig. 4).

Während für Glycin keine vermeintliche genetische Grundlage für diesen Unterschied sofort identifiziert wurde, war dies für Prolin anders, da eine Aminosäuresubstitution im Enzym ASL (das an der Argininbiosynthese beteiligt ist, die eng mit der Prolinbiosynthese verbunden ist) gefunden wurde. Siehe Fig. 2 und 3. While no putative genetic basis for this difference was immediately identified for glycine, this was different for proline, as an amino acid substitution was found in the enzyme ASL (involved in arginine biosynthesis, which is closely linked to proline biosynthesis). See Figures 2 and 3.

Nicht-Patent-Referenzen Non-patent references

Abdel Azim, A., Rittmann, S.K.-M.R., Fino, D., Bochmann, G., 2018. The physiological effect of heavy metals and volatile fatty acids on Methanococcus maripaludis 8S2. Biotechnol Biofuels 11, 301. Abdel Azim, A., Rittmann, S.K.-M.R., Fino, D., Bochmann, G., 2018. The physiological effect of heavy metals and volatile fatty acids on Methanococcus maripaludis 8S2. Biotechnol Biofuels 11, 301.

Abdel Azim, Annalisa, Christian Pruckner, Philipp Kolar, Ruth Sophie Taubner, Debora Fino, Guido Saracco, Filipa L. Sousa und Simon K. M. R. Rittmann. 2017. “The Physiology of Trace Elements in Biological Methane Production.” Bioresource Technology 241:775-86. Abdel Azim, Annalisa, Christian Pruckner, Philipp Kolar, Ruth Sophie Taubner, Debora Fino, Guido Saracco, Filipa L. Sousa and Simon K. M. R. Rittmann. 2017. “The Physiology of Trace Elements in Biological Methane Production.” Bioresource Technology 241:775-86.

Adalsteinsson, Bjorn Thor, et al. "Efficient genome editing of an extreme thermophile, Thermus thermophilus, using a thermostable Cas9 variant." Scientific reports 11.1 (2021): 9586. Adalsteinsson, Bjorn Thor, et al. "Efficient genome editing of an extreme thermophile, Thermus thermophilus, using a thermostable Cas9 variant." Scientific reports 11.1 (2021): 9586.

Becker J und Wittmann C. Systems and synthetic metabolic Becker J and Wittmann C. Systems and synthetic metabolism

engineering for amino acid production - the heartbeat of engineering for amino acid production - the heartbeat of

industrial strain development. Curr Opin Biotechnol. 2012 Okt;23(5): 718-26. industrial strain development. Curr Opin Biotechnol. 2012 Oct;23(5): 718-26.

Belay N, Sparling R and Daniels L. 1984, “Dinitrogen Fixation by a Thermophilic Methanogenic Bacterium.” Nature 312(5991) :286-288. Bellack, Annett, Harald Huber, Reinhard Rachel, Gerhard Wanner, and Reinhard Wirth. 2011. “Methanocaldococcus Villosus Sp. Nov., a Heavily Flagellated Belay N, Sparling R and Daniels L. 1984, “Dinitrogen Fixation by a Thermophilic Methanogenic Bacterium.” Nature 312(5991):286-288. Bellack, Annett, Harald Huber, Reinhard Rachel, Gerhard Wanner, and Reinhard Wirth. 2011. “Methanocaldococcus Villosus Sp. Nov., a Heavily Flagellated

Archaeon That Adheres to Surfaces and Forms Cell-Cell Contacts.” Archaeon That Adheres to Surfaces and Forms Cell-Cell Contacts.”

Bernacchi, Sebastien, et al. „Experimental methods for screening parameters influencing the growth to product yield (Y (x/CH4)) of a biological methane production (BMP) process performed with Methanothermobacter marburgensis." AIMS Bernacchi, Sebastien, et al. "Experimental methods for screening parameters influencing the growth to product yield (Y (x/CH4)) of a biological methane production (BMP) process performed with Methanothermobacter marburgensis." AIMS

Bioengineering 1.2 (2014): 72-87. Bioengineering 1.2 (2014): 72-87.

Biermann, Michael, et al. "Simultaneous analysis of the noncanonical amino acids norleucine and norvaline in biopharmaceutical-related fermentation processes by a new ultrahigh performance liquid chromatography approach." Amino Acids 44,4 (2013): 1225-1231. Biermann, Michael, et al. "Simultaneous analysis of the noncanonical amino acids norleucine and norvaline in biopharmaceutical-related fermentation processes by a new ultrahigh performance liquid chromatography approach." Amino Acids 44.4 (2013): 1225-1231.

Blank, C. E., Peter S. Kessler und John A. Leigh. 1995. “Genetics in Methanogens: Transposon Insertion Mutagenesis of a Blank, C.E., Peter S. Kessler and John A. Leigh. 1995. “Genetics in Methanogens: Transposon Insertion Mutagenesis of a

Methanococcus Maripaludis NifH Gene.” Journal of Bacteriology 177(20) :5773-77. Methanococcus Maripaludis NifH Genes.” Journal of Bacteriology 177(20):5773-77.

Blotevogel, Karl Heinz und Ulrich Fischer. 1985. „Isolation and Characterization of a New Thermophilic and Autotrophic Methane Producing Bacterium:Methanobacterium Thermoaggregans Spec. Nov.“ Archives of Microbiology 142(3): 218-22. Blotevogel, Karl Heinz and Ulrich Fischer. 1985. “Isolation and Characterization of a New Thermophilic and Autotrophic Methane Producing Bacterium:Methanobacterium Thermoaggregans Spec. Nov.” Archives of Microbiology 142(3): 218-22.

Bult, Carol J., et al. „Complete genome sequence of the methanogenic archaeon, Methanococcus Jannaschii." Science 273.5278 (1996): 1058-1073. Bult, Carol J., et al. "Complete genome sequence of the methanogenic archaeon, Methanococcus Jannaschii." Science 273.5278 (1996): 1058-1073.

Casini, Isabella, et al. "An integrated systems biology approach reveals differences in formate metabolism in the genus Methanothermobacter." Iscience 26.10 (2023). Casini, Isabella, et al. "An integrated systems biology approach reveals differences in formate metabolism in the genus Methanothermobacter." Science 26.10 (2023).

Cohen-Kupiec, R., et al. „Functional conservation between the argininosuccinate lyase of the archaeon Methanococcus maripaludis and the corresponding bacterial and eukaryal genes." FEMS microbiology letters 173.1 (1999): 231-238. Cohen-Kupiec, R., et al. "Functional conservation between the argininosuccinate lyase of the archaeon Methanococcus maripaludis and the corresponding bacterial and eukaryal genes." FEMS microbiology letters 173.1 (1999): 231-238.

Dhamad, Ahmed E. und Daniel J. Lessner. "A CRISPRi-dCas9 system for archaea and its use to examine gene function during nitrogen fixation by Methanosarcina acetivorans." Applied and Dhamad, Ahmed E. and Daniel J. Lessner. "A CRISPRi-dCas9 system for archaea and its use to examine gene function during nitrogen fixation by Methanosarcina acetivorans." Applied and

environmental microbiology 86.21 (2020): e01402-20. environmental microbiology 86.21 (2020): e01402-20.

Dridi, Bedis, et al. "Tungsten-enhanced growth of Methanosphaera stadtmanae." BMC Research Notes 5 (2012): 1-4, Dridi, Bedis, et al. "Tungsten-enhanced growth of Methanosphaera stadtmanae." BMC Research Notes 5 (2012): 1-4,

Fardeau, M.-L., J-P. Peillex und J-P. Belaich. „Energetics of the growth of Methanobacterium thermoautotrophicum and Methanococcus thermolithotrophicus on ammonium chloride and dinitrogen." Archives of microbiology 148,2 (1987): 128-131. Fardeau, M.-L., J-P. Peillex and J-P. Belaich. "Energetics of the growth of Methanobacterium thermoautotrophicum and Methanococcus thermolithotrophicus on ammonium chloride and dinitrogen." Archives of microbiology 148.2 (1987): 128-131.

Fernandez L, Bertilsson S, Peura S 2019 Non-cyanobacterial diazotrophs dominate nitrogen-fixing communities in permafrost thaw ponds, Limnol. Oceanogr. 65, 2020, S180-5193, Association Fernandez L, Bertilsson S, Peura S 2019 Non-cyanobacterial diazotrophs dominate nitrogen-fixing communities in permafrost thaw ponds, Limnol. Oceanogr. 65, 2020, S180-5193, Association

for the Sciences of Limnology and Oceanography. for the Sciences of Limnology and Oceanography.

Hoffarth, Marc Philippe, Timo Broeker und Jan Schneider. „Effect of N2 on biological methanation in a continuous stirredtank reactor with methanothermobacter marburgensis." Fermentation 5.3 (2019): 56. Hoffarth, Marc Philippe, Timo Broeker and Jan Schneider. "Effect of N2 on biological methanation in a continuous stirred tank reactor with methanothermobacter marburgensis." Fermentation 5.3 (2019): 56.

Hu Y und Ribbe MW. 2012. „Nitrogenase Assembly.“ Biochimica et Biophysica Acta 1827: 1112-22. Hu Y and Ribbe MW. 2012. “Nitrogenase Assembly.” Biochimica et Biophysica Acta 1827: 1112-22.

Jeon, Byoung Seung, et al. "Complete genomic sequence of the thermophilic and hydrogenotrophic methanogen Methanothermobacter sp. strain KEPCO-1." Microbiology Resource Announcements 9.1 (2020): 10-1128, Jeon, Byoung Seung, et al. "Complete genomic sequence of the thermophilic and hydrogenotrophic methanogen Methanothermobacter sp. strain KEPCO-1." Microbiology Resource Announcements 9.1 (2020): 10-1128,

Jeon, Byoung-Seung, et al. "Complete Genome Sequence of Methanothermobacter sp. Strain THM-1, a Thermophilic and Hydrogenotrophic Methanogen Isolated from an Anaerobic Reactor in South Korea." Microbiology Resource Announcements 10.38 (2021): 10-1128, Jeon, Byoung-Seung, et al. "Complete Genome Sequence of Methanothermobacter sp. Strain THM-1, a Thermophilic and Hydrogenotrophic Methanogen Isolated from an Anaerobic Reactor in South Korea." Microbiology Resource Announcements 10.38 (2021): 10-1128,

Jones, J. B., und Stadtman. "Methanococcus vannielii: culture and effects of selenium and tungsten on growth." Journal of bacteriology 130.3 (1977): 1404-1406. Jones, J.B., and Stadtman. "Methanococcus vannielii: culture and effects of selenium and tungsten on growth." Journal of bacteriology 130.3 (1977): 1404-1406.

Jones, W. Jack, M., J. B. Paynter und R. Gupta. 1983. Characterization of Methanococcus Maripaludis Sp. Nov., a New Methanogen Isolated from Salt Marsh Sediment. Bd. 135. Jones, W. Jack, M., J. B. Paynter and R. Gupta. 1983. Characterization of Methanococcus Maripaludis Sp. Nov., a New Methanogen Isolated from Salt Marsh Sediment. Vol. 135.

Kandeler, Ellen. 1988. „Short-Term Assay of Soil Urease Kandeler, Ellen. 1988. “Short-Term Assay of Soil Urease

Activity Using Colorimetric Determination of Ammonium SoilCare Activity Using Colorimetric Determination of Ammonium SoilCare

View Project Biodiversity Exploratories View Project.“ Biology and Fertility of Soils 6(1):68-72. View Project Biodiversity Exploratories View Project.” Biology and Fertility of Soils 6(1):68-72.

Kengen, Serve WM und Alfons JM Stams. "Formation of Lalanine as a reduced end product in carbohydrate fermentation by the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus." Archives of Microbiology 161 (1994): 168-175. Kengen, Serve WM and Alfons JM Stams. "Formation of Lalanine as a reduced end product in carbohydrate fermentation by the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus." Archives of Microbiology 161 (1994): 168-175.

Kessler, Peter S., Jennifer McLarnan und John A. Leigh. „Nitrogenase phylogeny and the molybdenum dependence of nitrogen Kessler, Peter S., Jennifer McLarnan and John A. Leigh. “Nitrogenase phylogeny and the molybdenum dependence of nitrogen

fixation in Methanococcus maripaludis. 179.2 (1997): 541-543. fixation in Methanococcus maripaludis. 179.2 (1997): 541-543.

Journal of bacteriology Journal of bacteriology

Kisumi, Masahiko, Masaki Sugiura und Ichiro Chibata. "Biosynthesis of norvaline, norleucine, and homoisoleucine in Serratia marcescens." The Journal of Biochemistry 80.2 (1976): 333-339. Kisumi, Masahiko, Masaki Sugiura and Ichiro Chibata. "Biosynthesis of norvaline, norleucine, and homoisoleucine in Serratia marcescens." The Journal of Biochemistry 80.2 (1976): 333-339.

Kosaka, Tomoyuki, Hidehiro Toh und Atsushi Toyoda. "Complete genome sequence of a thermophilic hydrogenotrophic methanogen, Methanothermobacter sp. strain CaT2." Genome announcements 1.4 (2013): 10-1128, Kosaka, Tomoyuki, Hidehiro Toh and Atsushi Toyoda. "Complete genome sequence of a thermophilic hydrogenotrophic methanogen, Methanothermobacter sp. strain CaT2." Genome announcements 1.4 (2013): 10-1128,

Kurth JM, Op den Camp HJM, Welte CU, 2020. Several ways one goal-methanogenesis from unconventional substrates. Appl Microbiol Biotechnol 104, 6839-6854. Kurth JM, Op den Camp HJM, Welte CU, 2020. Several ways one goal-methanogenesis from unconventional substrates. Appl Microbiol Biotechnol 104, 6839-6854.

Leigh, John A. 2000. “Nitrogen Fixation In Methanogens : The Archaeal Perspective.” 2:125-31. Leigh, John A. 2000. “Nitrogen Fixation In Methanogens: The Archaeal Perspective.” 2:125-31.

Liu, Hui, et al. "Effects of different amino acids and their configurations on methane vield and biotransformation of intermediate metabolites during anaerobic digestion." Journal of Environmental Management 296 (2021): 113152. Liu, Hui, et al. "Effects of different amino acids and their configurations on methane metabolism and biotransformation of intermediate metabolites during anaerobic digestion." Journal of Environmental Management 296 (2021): 113152.

Lobo, Anthony L., und Stephen H. Zinder. "Diazotrophy and nitrogenase activity in the archaebacterium Methanosarcina barkeri 227." Applied and environmental microbiology 54.7 (1988): 1656-1661. Lobo, Anthony L., and Stephen H. Zinder. "Diazotrophy and nitrogenase activity in the archaebacterium Methanosarcina barkeri 227." Applied and environmental microbiology 54.7 (1988): 1656-1661.

Lyu, Z, Shao N, Akinyemi T, Whitman WB, 2018. Methanogenesis. Current Biology 28, R727-R732. Lyu, Z, Shao N, Akinyemi T, Whitman WB, 2018. Methanogenesis. Current Biology 28, R727-R732.

Martin, Matthew R., et al. "A single-culture bioprocess of Methanothermobacter thermautotrophicus to upgrade digester biogas by CO2-to-CH4 conversion with H2." Archaea 2013 (2013). Martin, Matthew R., et al. "A single-culture bioprocess of Methanothermobacter thermautotrophicus to upgrade digester biogas by CO2-to-CH4 conversion with H2." Archaea 2013 (2013).

Mand, Thomas D., und William W. Metcalf. "Energy conservation and hydrogenase function in methanogenic archaea, in particular the genus Methanosarcina." Microbiology and Molecular Biology Reviews 83.4 (2019): e00020-19,. Mand, Thomas D., and William W. Metcalf. "Energy conservation and hydrogenase function in methanogenic archaea, in particular the genus Methanosarcina." Microbiology and Molecular Biology Reviews 83.4 (2019): e00020-19,.

Mauerhofer, LM., Zwirtmayr, S., Pappenreiter, P. et al. Hyperthermophilic methanogenic archaea act as high-pressure CH4 cell factories. Commun Biol 4, 289 (2021). Mauerhofer, LM., Zwirtmayr, S., Pappenreiter, P. et al. Hyperthermophilic methanogenic archaea act as high-pressure CH4 cell factories. Commun Biol 4, 289 (2021).

Mauerhofer, L.-M., Reischl, B., Schmider, T., Schupp, B., Nagy, K., Pappenreiter, P., Zwirtmayr, S., Schuster, B., Bernacchi, S., Seifert, A.H., Paulik, C., Rittmann, S.K.-M.R., 2018. Physiology and methane productivity of Methanobacterium thermaggregans. Appl Microbiol Biotechnol 102, 7643-7656. Mauerhofer, L.-M., Reischl, B., Schmider, T., Schupp, B., Nagy, K., Pappenreiter, P., Zwirtmayr, S., Schuster, B., Bernacchi, S., Seifert, A.H., Paulik, C., Rittmann, S.K.-M.R., 2018. Physiology and methane productivity of Methanobacterium thermaggregans. Appl Microbiol Biotechnol 102, 7643-7656.

Mayumi D, Hanako M, Hideyuki T, Kyosuke Y, Hideyoshi Y, Yuichiro S, Yoichi K und Susumu S. 2016. “Methane Production from Coal by a Single Methanogen.” Science 354(6309) :222-25. Mayumi D, Hanako M, Hideyuki T, Kyosuke Y, Hideyoshi Y, Yuichiro S, Yoichi K and Susumu S. 2016. “Methane Production from Coal by a Single Methanogen.” Science 354(6309):222-25.

Mougiakos, Ioannis, et al. "Characterizing a thermostable Cas9 for bacterial genome editing and silencing." Nature Communications 8.1 (2017): 1647. Mougiakos, Ioannis, et al. "Characterizing a thermostable Cas9 for bacterial genome editing and silencing." Nature Communications 8.1 (2017): 1647.

Murray PA und Zinder SH. 1984, “Nitrogen Fixation by a Methanogenic Archaebacterium.” Nature 312(5991): 284-86. Murray PA and Zinder SH. 1984, “Nitrogen Fixation by a Methanogenic Archaebacterium.” Nature 312(5991): 284-86.

Nayak, Dipti D., und William W. Metcalf. „Cas9-mediated genome editing in the methanogenic archaeon Methanosarcina Nayak, Dipti D., and William W. Metcalf. “Cas9-mediated genome editing in the methanogenic archaeon Methanosarcina

acetivorans. 114.11 (2017): 2976-2981. acetivorans. 114.11 (2017): 2976-2981.

Proceedings of the National Academy of Sciences Proceedings of the National Academy of Sciences

Pappenreiter, P.A., Zwirtmayr, S., Mauerhofer, L.-M., Rittmann, S.K.-M.R., Paulik, C., 2019. Development of a simultaneous bioreactor system for characterization of gas production kinetics of methanogenic archaea at high pressure. Pappenreiter, P.A., Zwirtmayr, S., Mauerhofer, L.-M., Rittmann, S.K.-M.R., Paulik, C., 2019. Development of a simultaneous bioreactor system for characterization of gas production kinetics of methanogenic archaea at high pressure.

Engineering in Life Sciences 19, 537-544, Engineering in Life Sciences 19, 537-544,

Pfeifer, Kevin, et al. „Archaea biotechnology.“ Biotechnology Advances 47 (2021): 107668. Pfeifer, Kevin, et al. “Archaea biotechnology.” Biotechnology Advances 47 (2021): 107668.

Polis, Baruh, et al. "L-Norvaline, a new therapeutic agent against Alzheimer’s disease." Neural regeneration research 14.9 (2019): 1562. Polis, Baruh, et al. "L-Norvaline, a new therapeutic agent against Alzheimer's disease." Neural regeneration research 14.9 (2019): 1562.

Porat, Iris, et al. "Two biosynthetic pathways for aromatic amino acids in the archaeon Methanococcus maripaludis." Journal of bacteriology 186.15 (2004): 4940-4950. Porat, Iris, et al. "Two biosynthetic pathways for aromatic amino acids in the archaeon Methanococcus maripaludis." Journal of bacteriology 186.15 (2004): 4940-4950.

Prabhaharan, Darsha, et al. "Complete genome sequence of Methanothermobacter sp. DP, a hydrogenotrophic and thermophilic methanogen." Microbiology Resource Announcements (2023): e0064223. Prabhaharan, Darsha, et al. "Complete genome sequence of Methanothermobacter sp. DP, a hydrogenotrophic and thermophilic methanogen." Microbiology Resource Announcements (2023): e0064223.

Raymond J, Siefert JL, Staples CR und Blankenship RE. 2004. “The Natural History of Nitrogen Fixation.” Molecular Biology and Evolution 21(3): 541-54, Raymond J, Siefert JL, Staples CR and Blankenship RE. 2004. “The Natural History of Nitrogen Fixation.” Molecular Biology and Evolution 21(3): 541-54,

Rice et al., EMBOSS: the European Molecular Biology Open Software Suite, Trends Genet. 2000 Jun;16(6):276-7, PMID: 10827456 Rice et al., EMBOSS: the European Molecular Biology Open Software Suite, Trends Genet. 2000 Jun;16(6):276-7, PMID: 10827456

Rinke, Christian, et al. "A standardized archaeal taxonomy for the Genome Taxonomy Database." Nature Microbiology 6.7 (2021): 946-959. Rinke, Christian, et al. "A standardized archaeal taxonomy for the Genome Taxonomy Database." Nature Microbiology 6.7 (2021): 946-959.

Rittmann, S., A. Seifert, und Christoph Herwig. "Quantitative analysis of media dilution rate effects on Methanothermobacter marburgensis grown in continuous culture on H2 and CO02." Biomass and Bioenergy 36 (2012): 293-301. Rittmann, S., A. Seifert, and Christoph Herwig. "Quantitative analysis of media dilution rate effects on Methanothermobacter marburgensis grown in continuous culture on H2 and CO02." Biomass and Bioenergy 36 (2012): 293-301.

Rittmann, S.K.-M.R., 2015. A Critical Assessment of Microbiological Biogas to Biomethane Upgrading Systems. Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. 151, 117-135. Rittmann, S.K.-M.R., 2015. A Critical Assessment of Microbiological Biogas to Biomethane Upgrading Systems. Adv. Biochem. Closely. Biotechnol. 151, 117-135.

Rittmann, S.K.-M.R., Seifert, A.H., Bernacchi, S., 2018. Kinetics, multivariate statistical modelling, and physiology of CO2-based biological methane production. Applied Energy 216, 751-760. Rittmann, S.K.-M.R., Seifert, A.H., Bernacchi, S., 2018. Kinetics, multivariate statistical modeling, and physiology of CO2-based biological methane production. Applied Energy 216, 751-760.

Rittmann, Simon K-MR, et al. "Archaea in der Biotechnologie." BIOspektrum 27.1 (2021): 96-98. Rittmann, Simon K-MR, et al. "Archaea in Biotechnology." BIOspektrum 27.1 (2021): 96-98.

Sarmiento, Felipe B., John A. Leigh und William B. Whitman. "Genetic systems for hydrogenotrophic methanogens." Methods in enzymology. Bd. 494. Academic Press, 2011. 43-73. Sarmiento, Felipe B., John A. Leigh, and William B. Whitman. "Genetic systems for hydrogenotrophic methanogens." Methods in enzymology. Vol. 494. Academic Press, 2011. 43-73.

Schönheit P, Johanna Moll und Rudolf K. Thauer. 1980. “Growth Parameters (Ks, Mmax, Ys) of Methanobacterium Schönheit P, Johanna Moll and Rudolf K. Thauer. 1980. “Growth Parameters (Ks, Mmax, Ys) of Methanobacterium

Thermoautotrophicum.” Archives of Microbiology 127(1) :59-65 Thermoautotrophicum.” Archives of Microbiology 127(1):59-65

Schönheit, Peter, und Rudolf K. Thauer. "L-Alanine, a product of cell wall synthesis in Methanobacterium thermoautotrophicum." FEMS Microbiology Letters 9.2 (1980): 7780. Beauty, Peter, and Rudolf K. Thauer. "L-Alanine, a product of cell wall synthesis in Methanobacterium thermoautotrophicum." FEMS Microbiology Letters 9.2 (1980): 7780.

Sment & Konisky. "Excretion of amino acids by 1, 2, 4triazole-3-alanine-resistant mutants of Methanococcus voltae." Applied and environmental microbiology 55.5 (1989): 1295-1297. Sment & Konisky. "Excretion of amino acids by 1, 2, 4triazole-3-alanine-resistant mutants of Methanococcus voltae." Applied and environmental microbiology 55.5 (1989): 1295-1297.

Takai, Ken, Akira Inoue und Koki Horikoshi. 2002. „‚Methanothermococcus Okinawensis Sp. Nov., a Thermophilic, Methane-Producing Archaeon Isolated from a Western Pacific Deep-Takai, Ken, Akira Inoue and Koki Horikoshi. 2002. “'Methanothermococcus Okinawensis Sp. Nov., a Thermophilic, Methane-Producing Archaeon Isolated from a Western Pacific Deep-

nr no.

Sea Hydrothermal Vent System.” International Journal of Sea Hydrothermal Vent System.” International Journal of

Systematic and Evolutionary Microbiology 52(4): 1089-95. Systematic and Evolutionary Microbiology 52(4): 1089-95.

Taubner, Ruth Sophie und Simon K. M. R. Rittmann. 2016. “Method for Indirect Quantification of CH4production via H20 Production Using Hydrogenotrophic Methanogens.” Frontiers in Taubner, Ruth Sophie and Simon K. M. R. Rittmann. 2016. “Method for Indirect Quantification of CH4production via H20 Production Using Hydrogenotrophic Methanogens.” Frontiers in

Microbiology 7(Apr):1-11. Microbiology 7(Apr):1-11.

Taubner, R.-S., et al, 2018. Biological methane production under putative Enceladus-l1ike conditions. Nature Communications 9, 748, Taubner, R.-S., et al, 2018. Biological methane production under putative Enceladus-like conditions. Nature Communications 9, 748,

Taubner, Ruth-Sophie, et al. "Membrane lipid composition and amino acid excretion patterns of Methanothermococcus okinawensis grown in the presence of inhibitors detected in the Enceladian plume." Life 9.4 (2019): 85. Taubner, Ruth-Sophie, et al. "Membrane lipid composition and amino acid excretion patterns of Methanothermococcus okinawensis grown in the presence of inhibitors detected in the Enceladian plume." Life 9.4 (2019): 85.

Thamdrup B ‚New Pathways and Processes in the Global Nitrogen Cycle, 2012, Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 407-428, 43, 1. Thamdrup B 'New Pathways and Processes in the Global Nitrogen Cycle, 2012, Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 407-428, 43, 1.

Wasserfallen A, et al. 2000. “Phylogenetic Analysis of 18 Thermophilic Methanobacterium Isolates Supports the Proposals to Create a New Genus, Methanothermobacter Gen. Nov., and to Reclassify Several Isolates in Three Species, Methanothermobacter Thermautotrophicus Comb. Nov., Methano." International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 50:43-53. Wasserfallen A, et al. 2000. "Phylogenetic Analysis of 18 Thermophilic Methanobacterium Isolates Supports the Proposals to Create a New Genus, Methanothermobacter Gen. Nov., and to Reclassify Several Isolates into Three Species, Methanothermobacter Thermautotrophicus Comb. Nov., Methano." International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 50:43-53.

Whitman, W. B., Es Ankwanda und R.S. Wolfe. "Nutrition and carbon metabolism of Methanococcus voltae." Journal of Bacteriology 149.3 (1982): 852-863. Whitman, W.B., Es Ankwanda and R.S. Wolfe. "Nutrition and carbon metabolism of Methanococcus voltae." Journal of Bacteriology 149.3 (1982): 852-863.

Whitman, William B., et al. "Isolation and characterization of 22 mesophilic methanococci." Systematic and applied microbiology 7.2-3 (1986): 235-240. Whitman, William B., et al. "Isolation and characterization of 22 mesophilic methanococci." Systematic and applied microbiology 7.2-3 (1986): 235-240.

Zeikus, J. G. „The biology of methanogenic bacteria.“ Bacteriological reviews 41.2 (1977): 514-541. Zeikus, J. G. “The biology of methanogenic bacteria.” Bacteriological reviews 41.2 (1977): 514-541.

Claims (10)

ANSPRÜCHE 1. Stamm von Methanothermobacter mit einer Prolinproduktionsrate, die niedriger ist als die Prolinproduktionsrate von Methanothermobacter marburgensis, hinterlegt bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ) unter der Hinterlegungsnummer DSM 2133 (Methanothermobacter marburgensis DSM 2133) und/oder mit einer Glycinproduktionsrate, die höher ist als die Glycinproduktionsrate von Methanothermobacter marburgensis DSM 2133. 1. A strain of Methanothermobacter with a proline production rate lower than that of Methanothermobacter marburgensis, deposited with the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ) under the deposit number DSM 2133 (Methanothermobacter marburgensis DSM 2133) and/or with a glycine production rate higher than that of Methanothermobacter marburgensis DSM 2133. 2. Stamm nach Anspruch 1, der eine Argininosuccinatlyase (ASL) mit einem Aminosäurerest 51, ausgewählt aus Leucin, Isoleucin, 2. Strain according to claim 1, which expresses an argininosuccinate lyase (ASL) having an amino acid residue 51 selected from leucine, isoleucine, Valin und Alanin, aufweist. Valine and alanine. 3. Stamm nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei es sich bei 3. Strain according to one of claims 1 to 2, wherein dem Aminosäurerest 51 von ASL um Leucin oder Isoleucin handelt. amino acid residue 51 of ASL is leucine or isoleucine. 4, Stamm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Stamm von Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter thermautotrophicus, Methanothermobacter crinale, Methanothermobacter thermoflexus, Methanothermobacter thermophilus, Methanothermobacter sp. CaT2, Methanothermobacter sp. DP, Methanothermobacter sp. KEPCO-1, Methanothermobacter sp. THM-1 oder Methanothermobacter tenebrarum ist; bevorzugt Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter thermautotrophicus, Methanothermobacter crinale, Methanothermobacter thermoflexus, Methanothermobacter thermophilus oder Methanothermobacter tenebrarum; insbesondere Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter 4, strain according to one of claims 1 to 3, wherein the strain of Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter thermautotrophicus, Methanothermobacter crinale, Methanothermobacter thermoflexus, Methanothermobacter thermophilus, Methanothermobacter sp. CaT2, Methanothermobacter sp. DP, Methanothermobacter sp. KEPCO-1, Methanothermobacter sp. THM-1 or Methanothermobacter tenebrarum is; preferably Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter thermautotrophicus, Methanothermobacter crinale, Methanothermobacter thermoflexus, Methanothermobacter thermophilus or Methanothermobacter tenebrarum; in particular Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter defluvii, Methanothermobacter wolfeii, Methanothermobacter thermautotrophicus oder Methanothermobacter tenebrarum. thermoautotrophicus or Methanothermobacter tenebrarum. 5. Stamm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Stamm eine ASL aufweist, die eine Sequenz mit mindestens 80 %, bevorzugt 5. Strain according to any one of claims 1 to 4, wherein the strain has an ASL which has a sequence with at least 80%, preferably mindestens 85 %, bevorzugter mindestens 90 %, noch bevorzugter at least 85%, more preferably at least 90%, even more preferably Q Q mindestens 95 % oder sogar mindestens 97,5 %, noch bevorzugter at least 95% or even at least 97.5%, more preferably Q Q mindestens 98 % oder sogar mindestens 99 % Identität, at least 98% or even at least 99% identity, Q Q Q Q insbesondere mindestens 99,5 % oder sogar mindestens 99,75 % in particular at least 99.5% or even at least 99.75% Identität zu der gesamten durch SEO ID NO: 1 identifizierten Sequenz umfasst, mit der Maßgabe, dass es sich bei dem Aminosäurerest 51 um Leucin, Isoleucin, Valin oder Alanin handelt. Identity to the entire sequence identified by SEO ID NO: 1, with the proviso that amino acid residue 51 is leucine, isoleucine, valine or alanine. 6. Stamm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Stamm ein ASL-Gen aufweist, das eine Sequenz mit mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 75 %, bevorzugter mindestens 80 %, noch bevorzugter mindestens 85 % oder sogar mindestens 90 %, noch bevorzugter mindestens 95 % oder sogar mindestens 97,5 % Identität, insbesondere mindestens 99 % oder sogar mindestens 99,5 % Identität zu der gesamten durch SEOQ ID NO: 2 identifizierten Sequenz umfasst, mit der Maßgabe, dass das ASLGen für eine ASL mit dem Aminosäurerest 51 Leucin, Isoleucin, 6. Strain according to one of claims 1 to 5, wherein the strain has an ASL gene which comprises a sequence with at least 70%, preferably at least 75%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 85% or even at least 90%, even more preferably at least 95% or even at least 97.5% identity, in particular at least 99% or even at least 99.5% identity to the entire sequence identified by SEOQ ID NO: 2, with the proviso that the ASLGene encodes an ASL with the amino acid residue 51 leucine, isoleucine, Valin oder Alanin kodiert. Valine or alanine encoded. 7. Stamm von Methanothermobacter marburgensis, der am 21. November 2023 bei der DSMZ unter der Hinterlegungsnummer DSM 34858 hinterlegt wurde. 7. Strain of Methanothermobacter marburgensis deposited with the DSMZ on November 21, 2023, under the accession number DSM 34858. 8. Stamm nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die 165 ribosomale RNA des Stammes die durch SEQ ID NO: 3 identifizierte 8. Strain according to any one of claims 1 to 7, wherein the 165 ribosomal RNA of the strain comprises the RNA identified by SEQ ID NO: 3 Sequenz aufweist. sequence. 9. Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren durch Fermentation in einem Bioreaktor, wobei der Bioreaktor Zellen des Stammes nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer Fermentationsbrühe 9. A process for the production of amino acids by fermentation in a bioreactor, wherein the bioreactor contains cells of the strain according to any one of claims 1 to 8 in a fermentation broth umfasst, wobei das Verfahren mindestens die Schritte umfasst wherein the method comprises at least the steps - Zuführen einer gasförmigen Kohlenstoffquelle, die Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid umfasst, einer Stickstoffquelle und bevorzugt einer Schwefelquelle zu dem Bioreaktor unter solchen Bedingungen, dass die Zellen die - supplying a gaseous carbon source comprising carbon dioxide and/or carbon monoxide, a nitrogen source and preferably a sulfur source to the bioreactor under conditions such that the cells Aminosäuren produzieren; und produce amino acids; and - Ernten mindestens eines Teils der Aminosäuren aus der - Harvesting at least part of the amino acids from the Fermentationsbrühe. Fermentation broth. 10. Verwendung des Stammes nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur 10. Use of the strain according to any one of claims 1 to 8 for Herstellung von Aminosäuren, insbesondere Glyvcin. Production of amino acids, especially glycine.
ATA50058/2024A 2024-01-29 2024-01-29 Methanothermobacter strain and method using the same AT528175A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50058/2024A AT528175A2 (en) 2024-01-29 2024-01-29 Methanothermobacter strain and method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50058/2024A AT528175A2 (en) 2024-01-29 2024-01-29 Methanothermobacter strain and method using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT528175A2 true AT528175A2 (en) 2025-09-15

Family

ID=89715879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50058/2024A AT528175A2 (en) 2024-01-29 2024-01-29 Methanothermobacter strain and method using the same

Country Status (1)

Country Link
AT (1) AT528175A2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011025394A1 (en) * 2009-08-27 2011-03-03 Pastoral Greenhouse Gas Research Ltd Complete genome sequence of the methanogen methanobrevibacter ruminantium
EP4296369A1 (en) * 2022-06-24 2023-12-27 Arkeon GmbH Method for producing amino acids in a bioreactor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011025394A1 (en) * 2009-08-27 2011-03-03 Pastoral Greenhouse Gas Research Ltd Complete genome sequence of the methanogen methanobrevibacter ruminantium
EP4296369A1 (en) * 2022-06-24 2023-12-27 Arkeon GmbH Method for producing amino acids in a bioreactor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAUBNER RUTH-SOPHIE ET AL: "Lipidomics and Comparative Metabolite Excretion Analysis of Methanogenic Archaea Reveal Organism-Specific Adaptations to Varying Temperatures and Substrate Concentrations", MSYSTEMS, vol. 8, no. 2, 27 April 2023 (2023-04-27), XP093186391, ISSN: 2379-5077, Retrieved from the Internet <URL:https://journals.asm.org/doi/pdf/10.1128/msystems.01159-22> DOI: 10.1128/msystems.01159-22 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gagliano et al. Ecology and biotechnological potential of the thermophilic fermentative Coprothermobacter spp.
Liu et al. Effects of adding Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum in the hydrogen production stage of a two-stage anaerobic digestion system on hydrogen-methane production and microbial communities
Tee et al. Preeminent productivity of 1, 3-propanediol by Clostridium butyricum JKT37 and the role of using calcium carbonate as pH neutraliser in glycerol fermentation
TW201446966A (en) Novel O-phosphoserine export protein and the method of producing O-phosphoserine using the same
Fan et al. Description of a moderately acidotolerant and aerotolerant anaerobic bacterium Acidilutibacter cellobiosedens gen. nov., sp. nov. within the family Acidilutibacteraceae fam. nov., and proposal of Sporanaerobacteraceae fam. nov. and Tepidimicrobiaceae fam. nov.
WO2014133668A1 (en) A butyrate producing clostridium species, clostridium pharus
Klein et al. Markerless mutagenesis enables isoleucine biosynthesis solely from threonine in Methanothermobacter marburgensis
US20250382644A1 (en) Method for producing amino acids in a bioreactor
AT528175A2 (en) Methanothermobacter strain and method using the same
WO2025038924A1 (en) Novel methanothermobacter wolfeii strain and use in production of renewable natural gas and co2 sequestration
US20250369026A1 (en) Method for producing amino acids in a bioreactor with methanogenic microorganisms
EP4296367A1 (en) Method for fermentatively producing norvaline
EP4296368A1 (en) Method for producing amino acids with methanogenic microorganisms in a bioreactor
Zhang et al. Microbial analysis of a phototrophic sludge producing hydrogen from acidified wastewater
Reischl et al. 1 Quantitative analysis of amino acid excretion and consumption by 2 Methanothermobacter marburgensis in fed-batch cultivation mode
KR20190084140A (en) Thermococosonononenus WTF-156T with mutation in formic acid transporter and method for producing hydrogen using the same
US9328360B2 (en) Conversion of glycerol to 1,3-propanediol under haloalkaline conditions
KR20160138897A (en) High growth Escherichia coli using glycerol as carbon source
US20260049340A1 (en) Novel methanothermobacter wolfeii strain and use in production of renewable natural gas and co2 sequestration
KR102764984B1 (en) Carbon monoxide-resistant strain and method for producing metabolites using the same
KR20240152744A (en) Carbon dioxide fixing strain and method for producing metabolites using the same
KR102108642B1 (en) New Methanothermobacter
Kottenhahn et al. Hexanol biosynthesis from syngas by Clostridium carboxidivorans P7 is enhanced by in‑line extraction with a biocompatible solvent to avoid product toxicity
CN121182931A (en) Methods for identifying microbial species involved in the synthesis of medium-chain organic acids and their metabolic potential in anaerobic fermentation.
Jun et al. A Commensal Thermophile, Symbiobacterium toebii: Distribution, Characterization, and Genome Analysis