Firmicutes

Firmicutes eller Bacillota, är en stam av bakterier, av vilka de flesta har grampositiv cellväggs struktur.^[1] Omdöpningen av phyla som firmicutes 2021 är fortfarande kontroversiell bland mikrobiologer, av vilka många fortsätter att använda de tidigare namnen sedan länge i litteraturen.^[2]

Firmicutes
Bacillus subtilis, Gramfärgad
Systematik
Rike	Bakterier Bacteria
Vetenskapligt namn
§ Firmicutes
Klasser
Bacilli Clostridia Mollicutes

Namnet "Firmicutes" härleddes från de latinska orden för "tuff hud", som syftar på den tjocka cellväggen som är typisk för bakterier i denna filum. Forskare klassificerade en gång firmicutes till att inkludera alla grampositiva bakterier, men har nyligen definierat dem som en kärngrupp av besläktade former som kallas låg-G+C-gruppen, i motsats till Actinomycetota. De har runda celler, kallade kocker (singular coccus), eller stavliknande former (bacillus). Några få firmicutes, såsom Megasphaera, Pektinatus, Selenomonas och Zymophilus, har ett poröst pseudo-yttre membran som gör att de färgas gramnegativa.

Många firmicutes producerar endosporer, som är resistenta mot uttorkning och kan överleva extrema förhållanden. De finns i olika miljöer, och gruppen inkluderar några speciella patogener. De i en familj, heliobakterierna, producerar energi genom anoxygen fotosyntes. Firmicutes spelar en stor roll vid förstörelse av öl, vin och cider.

Klasser

Gruppen är vanligtvis uppdelad i Clostridia, som är anaeroba, och Baciller, som är obligat eller fakultativ aeroba.

På fylogenetiska träd visas de två första grupperna som parafyletiska eller polyfyletiska, liksom deras huvudsläkten, Clostridium och Bacill.^[3] Emellertid tros firmicutes som helhet allmänt vara monofyletisk eller parafyletisk med undantag för Mollicutes.^[4]

Fylogeni

Den för närvarande accepterade taxonomin baserad på List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)^[5] och National Center for Biotechnology Information (NCBI).^[6]

16S rRNA based LTP_01_2022[7][8][9]

GTDB 07-RS207 by Genome Taxonomy Database[10][11][12]

Archaea Bacteria "Aquificida" "Synergistetes" Atribacterota Syntrophorhabdia Thermotomaculales Spirochaetota Firmicutes 3 ♦ Dictyoglomota "Caldicellulosiruptorales" "Thermosediminibacteria" [incl. "Ammonificales", DSM-22653] "Thermoanaerobacteria" [incl. Thermanaeromonas, Desulfovirgula] "FCB group" Firmicutes 2 ♦ "Sulfobacillia" "Thermaerobacteria" "Carboxydothermales" "Thermacetogeniales" Moorellales {"Moorellia"} "Calderihabitantales" "Koleobacterales" Zhaonellaceae "Desulfitibacterales" "Syntrophomonadia" Gelria ♦ "Symbiobacteriia" ♦ Actinomycetota Deinococcota "Melainabacteria" "Cyanobacteriota" Armatimonadota Chloroflexota Nitrospirota "Thermodesulfobiota" ♦ Elusimicrobiota "Halanaerobiia" ♦ Acidobacteriota Chitinivibrionia "Planctobacteria "Firmicutes" 1 ♦ Thermolithobacteria "Carboxydocellales" "Thermincolia" "Desulfofundulaceae" UBA4882 "Selenomonadia" Limnochordia "Desulfotomaculota" "Desulfotomaculia" "Desulfitobacteriia" "Peptococcia" "Dethiobacteria" "Natranaerobiia" "Clostridiia" (incl. Tissierellia) Fusobacteria {Fusobacteriota} Mycoplasmatota Acholeplasmatales Erysipelotrichia Mollicutes Bacilliia {Bacillota s.s.} "Proteobacteria" s.l. ♦ Paraphyletic Firmicutes

Firmicutes E "Symbiobacteriia" "Thermaerobacteria" "Sulfobacillia" Firmicutes G Limnochordia UBA4882 Bacillota s.s. "Bacillia" "Selenobacteria" Selenomonadia "Desulfotomaculota" "Carboxydocellales" {GCA-003054495} "Carboxydothermales" {Z-2901} "Thermincolia" "Desulfotomaculia" "Moorellia" "Syntrophomonadia" "Dehalobacteriia" "Peptococcia" "Desulfitobacteriia" Firmicutes D "Proteinivoracia" "Dethiobacteria" "Natranaerobiia" "Halanaerobiaeota" "Halanaerobiia" Firmicutes A "Thermosediminibacteria" "Thermoanaerobacteria" Clostridiia s.s.

Släkten

Mer än 274 släkten ansågs år 2016 finnas inom Bacillota-filen, särskilda släkten av "Firmicutes" är:

Bacilli, order Bacillales

• Bacillus
• Listeria
• Staphylococcus

Bacilli, order Lactobacillales

• Enterococcus
• Lactobacillus
• Leuconostoc
• Streptococcus

Clostridia

• Clostridioides
• Clostridium
• Selenomonas

Erysipelotrichia

• Erysipelothrix

Klinisk signifikans

Firmicutes utgör ca 30 procent av musen och människans tarmmikrobiom.^[13] Fylumet firmicutes som en del av tarmmikrobiotan har visat sig vara involverad i energiresorption och potentiellt relaterad till utvecklingen av diabetes och fetma.^{[14][15][16][17]} Inom tarmen hos friska vuxna människor är den vanligaste bakterien Faecalibacterium prausnitzii, som utgör 5 procent av det totala tarmmikrobiomet, medlem i firmicutes fylum. Denna art är direkt förknippad med minskad låggradig inflammation vid fetma.^[18] F. prausnitzii har hittats i högre nivåer i tarmarna hos överviktiga barn än hos icke-överviktiga barn.

I flera studier har en högre förekomst av firmicutes hittats hos överviktiga individer än i magra kontrollgrupper. En högre nivå av Lactobacillus (av firmicutes fylum) har hittats hos överviktiga patienter och i en studie, visade överviktiga patienter satta på viktminskningsdiet en minskad mängd firmicutes i sina tarmar.^[19]

Kostförändringar hos möss har också visat sig främja förändringar i överskott av firmicutes. En högre relativ förekomst av firmicutes sågs hos möss som utfordrades med västerländsk kost (hög fetthalt/hög sockerhalt) än hos möss som gavs en vanlig diet med låg fetthalt/hög polysackarid. Den högre mängden firmicutes var också kopplad till mer fetma och högre kroppsvikt hos möss.^[20] Dietförändringar hos möss har också visat sig främja förändringar i överskott av firmicutes. Specifikt var hos överviktig möss klassen Mollicutes (inom Firmicutes fylum) den vanligaste. När mikrobioten hos överviktiga möss med detta högre firmicutesöverskott transplanterades i tarmarna hos bakteriefria möss, fick de bakteriefria mössen en ökad mängd fett jämfört med de som transplanterades med mikrobioten hos magra möss med lägre firmicutesöverskott.^[21]

Förekomsten av Christensenella (firmicutes, i klass Clostridia), isolerad från mänsklig avföring, har visat sig korrelera med lägre kroppsmasseindex.^[22]