新研究：地球上の原始的な命「アーキア」が水素からエネルギーを得る仕組み解明

Tokyo世界中の科学者たちは、古代微生物であるアーキアがどのようにエネルギーを生成するのかを解明しました。彼らは水素ガスを利用しています。この発見は『セル』誌に発表されました。研究はモナシュ大学のバイオメディスカバリー研究所の科学者たち、すなわちクリス・グリーニング教授、ジル・バンフィールド教授、ボブ・レング博士によって主導されました。

古細菌は地球に存在してから20億年になる微生物です。彼らは温泉や深海の熱水噴出孔など、非常に過酷な環境に住んでいます。古細菌は、真核生物や細菌と並んで、生命の主要な3つのグループの1つです。

チームの主要な発見は次のとおりです。

• 古細菌は水素ガスを利用してエネルギーを作り出します。
• 彼らは水素を消費し、また生成します。
• この方法で、彼らは過酷な環境でも生き延びることができます。
• 彼らは[FeFe]-ヒドロゲナーゼと呼ばれる独自の酵素を使用します。
• これらの酵素は、その種の中で最小でありながら最も複雑です。

レオン博士は、人類がこの知識を利用して環境に優しい経済を目指せると説明しました。科学者たちはエネルギー源として水素を検討しており、アーキアが10億年以上にわたり水素を利用してきたことに言及しました。バイオテクノロジーの専門家は、この能力を産業規模での水素生産に活用できる可能性があります。

科学者たちは、人間のような真核生物が古代のアーキアから進化したと考えています。この古い微生物は、水素を交換することによって細菌と結びつきました。グリーニング教授は、この発見が真核生物、そして人類を含む進化の過程をより深く理解する助けになると述べています。

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チームは数千の古細菌のゲノムを分析しました。彼らは水素を生成する酵素を探し、その特徴を調べるために実験室で酵素を生成しました。その結果、一部の古細菌が[FeFe]-ハイドロゲナーゼという特殊な酵素を使用していることを発見しました。

科学者たちは以前、この酵素が真核生物と細菌にしか存在しないと考えていました。しかし、研究チームは今回、古細菌にも初めてこれらの酵素を発見しました。この酵素はさまざまな形を持ち、多様な機能を果たしています。

これらの酵素を持つ古細菌は、温泉、油田、海底深くといった過酷な環境で見つかりました。研究によると、古細菌は最小で最も複雑な水素利用酵素を持っていることが示されています。

これらの発見はさまざまな面で役立つ可能性があります。例えば、工業用の水素を生物学的に生成するのに役立つかもしれません。グリーニング教授は、産業界が水素を利用するために高価な化学的方法を使っていることに触れ、生物学的な方法がとても効率的で耐久性があることを指摘しています。彼は、これらの生物学的な方法を取り入れて、水素をより効果的に利用できるかどうかを考えています。

古細菌は非常に古く、バイオテクノロジーでの応用に役立っています。科学者たちは依然として興味を持っており、新たな発見につながる可能性があります。