Neue Studie: Wissenschaftler entschlüsseln, wie Archaeen, die dritte Lebensdomäne, Energie erzeugen

BerlinWissenschaftler aus aller Welt haben herausgefunden, wie uralte Mikroben namens Archaeen Energie erzeugen. Sie tun dies, indem sie Wasserstoffgas nutzen. Diese Entdeckung wurde im Fachjournal Cell veröffentlicht. Die Forschung wurde von einem Team der Monash University Biomedicine Discovery Institute geleitet, darunter Professor Chris Greening, Professorin Jill Banfield und Dr. Bob Leung.

Archaeen sind winzige Lebewesen, die seit zwei Milliarden Jahren auf der Erde existieren. Sie leben an extremen Orten wie heißen Quellen und Tiefsee-Schloten. Sie gehören zu den drei Hauptgruppen des Lebens, neben Eukaryoten und Bakterien.

Die wichtigsten Erkenntnisse des Teams sind:

• Archaeen nutzen Wasserstoffgas zur Energiegewinnung.
• Sie verbrauchen und produzieren Wasserstoff.
• Diese Methode ermöglicht es ihnen, in extremen Umgebungen zu überleben.
• Sie verwenden einzigartige Enzyme, die als [FeFe]-Hydrogenasen bezeichnet werden.
• Diese Enzyme sind sowohl die kleinsten als auch die komplexesten ihrer Art.

Dr. Leung erläuterte, dass Menschen dieses Wissen für eine umweltfreundliche Wirtschaft nutzen könnten. Er erwähnte, dass Wissenschaftler Wasserstoff als Energiequelle in Betracht ziehen und wies darauf hin, dass Archaeen Wasserstoff seit einer Milliarde Jahren nutzen. Biotechnologen könnten diese Fähigkeit nutzen, um Wasserstoff in industriellem Maßstab zu produzieren.

Wissenschaftler vermuten, dass Eukaryoten, wie zum Beispiel Menschen, aus alten Archaeen hervorgingen. Diese urzeitlichen Mikroorganismen gingen eine Symbiose mit Bakterien ein, indem sie Wasserstoff austauschten. Professor Greening erklärte, dass ihre Forschungsergebnisse uns ein besseres Verständnis dafür liefern, wie dieser Prozess zur Entstehung aller Eukaryoten, einschließlich des Menschen, führte.

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Das Team analysierte die Genome von Tausenden von Archaeen. Sie suchten nach wasserstoffproduzierenden Enzymen und stellten diese auch im Labor her, um ihre Eigenschaften zu untersuchen. Dabei entdeckten sie, dass einige Archaeen ungewöhnliche Enzymtypen, sogenannte [FeFe]-Hydrogenasen, verwenden.

Wissenschaftler gingen früher davon aus, dass diese Enzyme nur in Eukaryoten und Bakterien vorkommen. Das Team entdeckte sie jedoch zum ersten Mal bei Archaeen. Diese Enzyme haben unterschiedliche Formen und erfüllen vielfältige Funktionen.

Archaeen mit diesen Enzymen wurden an extremen Orten wie heißen Quellen, Öllagerstätten und in der Tiefsee entdeckt. Untersuchungen zeigen, dass Archaeen die kleinsten und zugleich komplexesten wasserstoffnutzenden Enzyme besitzen.

Diese Entdeckungen könnten auf verschiedene Weisen von Nutzen sein. Zum Beispiel könnten sie dabei helfen, Wasserstoff auf biologischem Wege für industrielle Zwecke zu erzeugen. Professor Greening erwähnte, dass die Industrie teure chemische Methoden zur Nutzung von Wasserstoff einsetzt, während biologische Methoden sehr effizient und robust sein können. Er fragt sich, ob wir diese biologischen Methoden übernehmen können, um Wasserstoff besser zu nutzen.

Archaeen sind sehr alt und haben eine große Bedeutung in der Biotechnologie. Sie wecken weiterhin das Interesse der Wissenschaftler und könnten zu neuen Entdeckungen führen.