고대 생명체 아케아의 에너지 생성 비밀, 미래의 녹색 기술에 응용 가능성

소요 시간: 2 분
에 의해 Jamie Olivos
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수소 분자를 포함한 고세균 세포와 녹색 기술 기호

Seoul전 세계 과학자들이 고대 미생물인 아케아가 에너지를 생성하는 방법을 밝혀냈습니다. 이들은 수소 가스를 이용하여 에너지를 생산합니다. 이 발견은 학술지 셀(Cell)에 발표되었으며, 연구는 모나쉬 대학교 생의학 발견 연구소의 교수 크리스 그리닝, 교수 질 밴필드, 그리고 박사 밥 렁을 포함하는 과학자들이 이끌었습니다.

아키아는 지구에 존재한 지 약 20억 년에 이르는 미세한 생물입니다. 이들은 뜨거운 온천이나 깊은 바다의 열수구 같은 극한 환경에서 살아갑니다. 아키아는 진핵생물과 세균과 함께 생물의 세 주요 그룹 중 하나입니다.

팀의 주요 발견은 다음과 같습니다:

  • 고세균은 수소 가스를 이용해 에너지를 생성합니다.
  • 그들은 수소를 소비하고 생성합니다.
  • 이 방법을 통해 적대적인 환경에서도 생존할 수 있습니다.
  • 특별한 효소인 [FeFe]-하이드로게네이스를 사용합니다.
  • 이 효소는 가장 작으면서도 복잡한 종류입니다.

레웅 박사는 인류가 이 지식을 지속 가능한 경제를 구축하는 데 활용할 수 있다고 설명했습니다. 그는 과학자들이 수소를 에너지원으로 고려하고 있으며, 고세균들이 수소를 수십억 년간 사용해왔다고 언급했습니다. 생명공학자들은 이 능력을 활용하여 산업 규모로 수소를 생산할 수 있을 것입니다.

과학자들은 인간과 같은 진핵생물이 고대의 고세균에서 유래했다고 믿습니다. 이 오래된 미생물은 수소 교환을 통해 박테리아와 결합했습니다. 교수님인 그리닝 박사는 이러한 발견이 모든 진핵생물, 즉 인간을 포함한 생물이 어떻게 형성되었는지를 더 잘 이해하는 데 도움을 준다고 말했습니다.

연구팀은 수천 개의 고세균 유전체를 분석했습니다. 그들은 수소를 생성하는 효소를 찾아냈고, 실험실에서 이 효소들을 생산하여 그 특성을 연구했습니다. 이 과정에서 일부 고세균이 [FeFe]-하이드로제네이스라는 독특한 유형의 효소를 사용한다는 사실을 발견했습니다.

과학자들은 과거에 이 효소들이 진핵생물과 세균에만 존재한다고 생각했습니다. 그러나 연구팀은 이 효소들을 최초로 고세균에서도 발견했습니다. 이러한 효소들은 다양한 형태를 가지고 있으며 여러 기능을 수행합니다.

이 효소를 가진 고세균들은 온천, 석유 저장소, 심해 등과 같은 극한 환경에서 발견되었습니다. 연구에 따르면 고세균은 가장 작고 복잡한 형태의 수소를 사용하는 효소를 가지고 있다고 합니다.

이러한 발견은 여러 방면에서 유용하게 활용될 수 있습니다. 예를 들어, 산업용 수소를 생물학적으로 생산하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그리닝 교수는 산업계가 수소를 활용하는데 비싼 화학적 방법을 사용하고 있지만, 생물학적 방법은 매우 효율적이고 견고할 수 있다고 언급했습니다. 그는 이러한 생물학적 방법을 채택하여 수소를 더 잘 활용할 수 있는지 궁금해 합니다.

고세균은 매우 오래된 생물로 생명공학에서 유용하게 사용됩니다. 이들은 여전히 과학자들에게 많은 관심을 받고 있으며, 새로운 발견으로 이어질 가능성이 있습니다.

연구는 여기에서 발표되었습니다:

http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2024.05.032

및 그 공식 인용 - 저자 및 저널 포함 - 다음과 같습니다

Chris Greening, Princess R. Cabotaje, Luis E. Valentin Alvarado, Pok Man Leung, Henrik Land, Thiago Rodrigues-Oliveira, Rafael I. Ponce-Toledo, Moritz Senger, Max A. Klamke, Michael Milton, Rachael Lappan, Susan Mullen, Jacob West-Roberts, Jie Mao, Jiangning Song, Marie Schoelmerich, Courtney W. Stairs, Christa Schleper, Rhys Grinter, Anja Spang, Jillian F. Banfield, Gustav Berggren. Minimal and hybrid hydrogenases are active from archaea. Cell, 2024; DOI: 10.1016/j.cell.2024.05.032
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