Трета форма на живот: древни микроби откриват пътя към бъдещето на зелената енергия

По какъв начин археите са оцелявали в екстремните условия и какво означава това за нас.

Международен научен екип промени представата ни за археите – микробните предшественици на човека, съществували преди два милиарда години, като показа по какъв начин те използват водорода. Откритията, публикувани в списание Cell, обясняват как тези миниатюрни организми произвеждат енергия, като консумират и произвеждат водород. Този прост, но надежден метод им е позволил да оцелеят в най-екстремните условия на Земята в продължение на милиарди години.

Изследването, ръководено от учени от Института за биомедицински открития към Университета Монаш, сред които професорите Крис Грийнинг, Джил Банфийлд и д-р Боб Люнг, пренаписва основните учебници по биология.

Д-р Боб Леунг заяви, че откритието, свързано с една от най-старите форми на живот на Земята, може също така да помогне за поддържането на човешкия живот и за разработването на нови начини за използване на водорода за бъдещата зелена икономика.

„Хората едва наскоро започнаха да разглеждат водорода като източник на енергия, но археите го правят от милиард години. Сега биотехнолозите имат възможност да вземат пример от тези археи за промишлено производство на водород“,

отбеляза Леунг.

На върха на пирамидата на живота се намират три „области“: еукариоти (които включват животни, растения и гъби), бактерии и археи. Археите са едноклетъчни организми, способни да живеят в най-екстремните условия на Земята. Според най-приетата научна теория еукариотите като хората са еволюирали от много древна линия археи, които са се обединили с бактериалната клетка чрез водороден газов обмен.

„Нашето откритие ни доближава до разбирането на това как този ключов процес е дал началото на всички еукариоти, включително и на хората“,

допълва Леунг.

Екипът е анализирал геномите на хиляди археи за ензими, произвеждащи водород, и след това е създал тези ензими в своята лаборатория, за да проучи техните характеристики. Установено е, че някои археи използват необичайни видове ензими, наречени [FeFe]-хидрогенази.

Археите, които създават тези ензими, са открити в някои от най-предизвикателните среди на Земята, включително горещите извори, петролните резервоари и дълбоките морски води. Преди това се смяташе, че тези хидрогенази са ограничени само до два „домейна“ на живота: еукариоти и бактерии. Изследователите за първи път показаха, че те присъстват и в археите, като са забележително разнообразни по форма и функции.

Археите имат не само най-малките, но и най-сложните ензими, които използват водород. Новата научна работа показва, че някои археи имат най-малките ензими, произвеждащи водород, от всички форми на живот на Земята. Това може да предложи опростени решения за биологично производство на водород в промишлен мащаб.

Професор Крис Грийнинг заяви, че тези открития за това как археите използват водорода имат потенциални приложения за прехода към зелена икономика.

„Понастоящем промишлеността използва нуквално скъпоценни химически катализатори за оползотворяване на водорода. Ние обаче знаем, че биологичните катализатори могат да бъдат много ефективни и устойчиви. Могат ли те да бъдат използвани за подобряване на начина на използване на водорода?“ –

пита се Грийнинг.

С древните си корени и потенциални приложения в биотехнологиите археите продължават да привличат вниманието на изследователите, откривайки обещаващи пътища за по-нататъшни открития и разработки.