Водород считается перспективным топливом и это было бы верно, если бы не отсутствие экономически практического способа его добычи и потребления. Все существующие способы водородной экономики тратят больше энергии, чем можно потом получить из этого водорода. Это ставит крест на водородной экономике. Но ученые открыли, что одна из трех форм жизни может научить нас добывать водород экономически.
Земля является домом для примерно 8,7 миллионов видов живых организмов – лишь часть из которых была научно идентифицирована. Каждое живое существо на этом огромном разрозненном дереве жизни попадает в одну из трех больших категорий или «доменов» – археи, бактерии и эукариоты.
Все обычные организмы, которые мы считаем «жизнью» — такие вещи, как деревья, грибы и животные — являются эукариотами, то есть их клетки содержат клеточное ядро ??и другие связанные с мембраной органоиды. С другой стороны, археи и бактерии прокариоты, то есть они не содержат таких структур.
Хотя эти два других домена могут выглядеть похожими под микроскопом, существует длинный список отличий, которые делают археи такими же отличными от бактерий, как и от людей.
После открытия архей в конце 1970-х годов ученые считали, что одно отличие между этим третьим доменом и другими формами жизни состоит в том, что эти организмы не производили известные как «гидрогеназы» ферментов, использующих водород.
Однако новое исследование, опубликованное недавно в журнале Cell, гласит, что это неправда. На самом деле, археи потребляли и производили водород в течение двух миллиардов лет — процесс, который позволил им жить в некоторых из самых враждебных мест на Земле.
Понимание этого процесса также может помочь прояснить, как возникла вся остальная жизнь – ведущая биологическая теория предполагает, что первые эукариоты образовались, когда древние виды архей слились с бактериальной клеткой (он же эндосимбиоз) с помощью водородно-газового обмена.
«Люди только недавно начали думать об использовании водорода в качестве источников энергии, но археи делали это уже миллиард лет, — сказал Боб Леунг, соавтор исследования, в заявлении для печати. – Наше открытие приближает нас на шаг к пониманию того, как этот важный процесс привел к появлению всех эукариот, включая людей».
В ходе исследования научная группа изучила геномы тысяч архей, нашла ферменты, производящие водород, а затем создала эти ферменты в лаборатории для дальнейшего изучения. Они заметили, что некоторые из этих архей производили фермент, известный как [FeFe]-гидрогеназа.
Это противоречит идее, что только два других домена использовали эти типы ферментов, а также подчеркивает тот факт, что архейные ферменты были одновременно наименьшей и сложной формой ферментов, использующих водород, среди всех трех доменов.
Это может иметь значительные последствия, поскольку инженеры продолжают исследовать способы использования водорода в качестве экологического источника энергии.
«Промышленность сейчас использует драгоценные химические катализаторы для использования водорода. Однако мы знаем по природе, что биологические катализаторы могут быть очень эффективными и устойчивыми, — сказал Крис Грининг, ведущий автор исследования, в пресс-релизе. — Можем ли мы использовать это, чтобы улучшить способ использования водорода?
Удивительно, но раскрытие процесса давностью в два миллиарда лет, связанного с одной из наименее изученных сфер жизни, может помочь просветить путь к крайне необходимому будущему с нулевыми выбросами. Хотя археи могут выживать при температуре кипения или точке замерзания, многим из нас, эукариотам, нужно, чтобы все было немного мягче.
По материалам: Popular Mechanics
