O a treia formă de viață ar putea produce energie, conform celor mai recente descoperiri
Data actualizării:
Data publicării:
Autor: Andreea Deaconescu
WhatsApp
Sursa: Freepik
Sursa: Freepik
Pe măsură ce lumea se orientează către hidrogenul verde și alte surse regenerabile de energie, oamenii de știință au descoperit că "archaea" - a treia formă de viață după bacterii și eucariote - produce energie folosind hidrogen și enzime „ultraminimale” de miliarde de ani.

Mai exact, echipa internațională de cercetători a descoperit că cel puțin nouă tipuri de archaea, o ramură a organismelor unicelulare care nu au structuri interne delimitate de membrane, produc hidrogen gazos folosind enzime considerate existente doar în celelalte două forme de viață, potrivit Science Alert.

Enzime unice

Spre deosebire de bacterii și eucariote, archaea dețin cele mai mici enzime producătoare de hidrogen. Enzimele lor pentru producerea hidrogenului sunt însă cele mai complex caracterizate până în prezent.

Micuțe, dar puternice, aceste enzime au permis, se pare, acestei forme de viață să supraviețuiască și să prospere în unele dintre cele mai ostile medii de pe Pământ, unde oxigenul este aproape inexistent.

„Oamenii au început să se gândească recent la utilizarea hidrogenului ca sursă de energie, însă archaea fac asta de un miliard de ani”, spune Pok Man Leung, microbiolog la Universitatea Monash din Australia, co-autor al studiului. „Oamenii de știință au acum posibilitatea de a se inspira din aceste archaea pentru a produce hidrogen la nivel industrial”, a mai spus acesta.

Hidrogenul este cel mai abundent element din Univers și este folosit la nivel global pentru fabricarea îngrășămintelor și a altor substanțe chimice, tratarea metalelor, procesarea alimentelor și rafinarea combustibililor.

Viitorul hidrogenului constă însă în stocarea energiei și fabricarea oțelului, care ar putea fi produse cu emisii zero dacă energia regenerabilă este folosită pentru a transforma materiale precum apa în hidrogen gazos.

Producția de hidrogen prin archaea

Microorganismele produc și eliberează hidrogen gazos (H2) în scopuri complet diferite, în principal pentru a elimina excesul de electroni produși în timpul fermentației, un proces prin care organismele extrag energia din carbohidrați, cum ar fi zaharurile, fără oxigen.

Enzimele utilizate pentru consumul sau producerea H2 sunt numite hidrogenaze și au fost studiate pentru prima dată în mod cuprinzător pe arborele vieții acum opt ani. De atunci, numărul speciilor microbiene cunoscute a explodat, în special archaea, care se ascund în medii extreme, cum ar fi izvoarele termale, vulcanii și gurile hidrotermale din adâncul mării.

Dificultăți în studierea archaea

Cu toate acestea, majoritatea archaea sunt cunoscute doar fragmentar din punct de vedere al codului genetic, neputând fi studiate în laborator din cauza dificultății ridicate.

Așadar, microbiologul Chris Greening de la Universitatea Monash și colegii săi au căutat gena care codifică o parte dintr-un tip de hidrogenază în peste 2.300 de grupuri de specii archaea listate într-o bază de date globală.

Apoi, le-a cerut expertiza celor de la Google pentru a precize structura enzimelor codificate, iar aceștia au exprimat enzimele în structura bacteriei E. coli pentru a verifica dacă acele gene erau de fapt funcționale și produceau hidrogenaze capabile să catalizeze reacțiile cu hidrogen în gazda lor de substituție.

„Descoperirea noastră ne aduce mai aproape de înțelegerea modului în care acest proces crucial a dat naștere tuturor eucariotelor, inclusiv oamenilor”, spune Leung. Se presupune că toate eucariotele au apărut din unirea unei archaea anaerobe și a unei bacterii pe care a înghițit-o cu miliarde de ani în urmă. O a doua endosimbioză mult mai târzie a dat naștere apoi strămoșului plantelor, cu cloroplaste.

Greening, Leung și colegii lor au găsit instrucțiuni genetice pentru hidrogenaze în nouă tipuri de archaea și au confirmat că sunt de fapt active în aceste microorganisme - făcând ca trei din cele trei domenii ale vieții să utilizeze acest tip de enzime pentru a produce hidrogen.

Spre deosebire de bacterii și eucariote, analizele ulterioare au demonstrat că archaea construiesc "complexe hibride remarcabile" pentru nevoile lor de producere a hidrogenului, fuzionând două tipuri de hidrogenaze.

"Aceste descoperiri dezvăluie noi adaptări metabolice ale archaea, catalizatori H2 simplificați pentru dezvoltarea biotehnologică și o istorie evolutivă surprinzător de interconectată între cele două enzime majore care metabolizează H2", scriu cercetătorii în lucrarea lor.

Google News icon  Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți DCNews și pe Google News

WhatsApp
pixel