科学家发现，第三种生命形式以“非凡”的方式产生能量

随着世界转向绿色氢气和其他可再生能源，科学家们发现，古细菌——第三种生命形式在细菌和真核生物之后——数十亿年来一直在使用氢气和“超微”酶制造能量。

具体来说，国际研究小组发现，至少有九个门古细菌，缺乏内部膜结合结构的单细胞生物域，使用被认为仅存在于其他两种生命形式的酶产生氢气。

他们意识到，与细菌相比，古细菌不仅具有最小的用氢酶，而且真核生物，但它们用于消耗和产生氢气的酶也是迄今为止最复杂的表征。

这些酶小而强大，似乎使古细菌能够在地球上一些最恶劣的环境中生存和茁壮成长，这些环境中几乎没有氧气。

“人类最近才开始考虑使用氢气作为能源，但古细菌已经这样做了十亿年，”说澳大利亚莫纳什大学（Monash University）的微生物学家Pok Man Leung共同领导了这项研究。

“生物技术专家现在有机会从这些古细菌中汲取灵感，以工业方式生产氢气。

氢是宇宙中最丰富的元素，是全球使用制造化肥和其他化学品、处理金属、加工食品和提炼燃料。

但氢气的未来在于储能和炼钢，这些都可以在零排放的情况下生产如果使用可再生能源将水等材料转化为氢气。

微生物产生和释放氢气（H₂)用于完全不同的目的，主要是处理在发酵，生物体在没有氧气的情况下从碳水化合物（如糖）中提取能量的过程。

用于消耗或产生 H 的酶₂被称为氢化酶，并首先对生命之树进行了全面调查仅仅八年前.从那时起，已知微生物物种的数量呈爆炸式增长，尤其是古细菌，它们隐藏在极端环境中，例如温泉,火山和深海喷口.

然而，大多数古细菌只能从这些环境中发现的遗传密码块中得知，而且许多古细菌没有在实验室中培养，因为它是很难做到.

因此，莫纳什大学微生物学家克里斯·格林宁（Chris Greening）及其同事在全球数据库中列出的2,300多个古细菌物种集群中寻找了一种氢化酶的基因编码部分，即速效[FeFe]氢化酶。

然后他们给谷歌的任务是阿尔法折叠2预测编码酶的结构，并在大肠杆菌细菌，以检查这些基因实际上是功能性的，并产生能够催化其替代宿主中的氢反应的氢化酶。

“我们的发现使我们更接近于理解这一关键过程如何产生包括人类在内的所有真核生物，”Leung说说.

真核生物是细胞含有细胞核和膜结合细胞器的生物，例如线粒体和其他有用的细胞工厂.

所有真核生物都被认为具有从联盟中脱颖而出一种厌氧古细菌和一种细菌在数十亿年前被吞噬。第二个，更晚的内共生产生了植物的祖先，叶绿体。

Greening，Leung和他们的同事在九个古细菌门中发现了[FeFe]氢化酶的遗传指令，并证实它们确实在这些微生物中具有活性 - 使其成为使用这些酶制造氢气的三个生命领域中的三个。

但与细菌和真核生物不同的是，进一步的分析表明，古细菌组装了“非凡的杂交复合物”来满足其制氢需求，将两种类型的氢化酶融合在一起。

“这些发现揭示了古细菌的新代谢适应，流线型H₂生物技术发展的催化剂，以及两个主要 H 之间令人惊讶的交织在一起的进化历史₂-代谢酶，“该团队在他们的论文中写道.

然而，本研究中分析的许多编目的古细菌基因组都是不完整的，谁知道还有多少物种尚未被发现。

古细菌很可能拥有其他我们尚未发现的巧妙的能源制造方法。

该研究已发表在细胞.

宝宝起名 起名