Novo estudo revela como arquéias, o terceiro domínio da vida, produzem energia

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Por João Silva
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Células de Archaea com moléculas de hidrogênio e símbolos de tecnologia verde

São PauloCientistas de todo o mundo descobriram como antigos microrganismos chamados archaea geram energia. Eles fazem isso utilizando gás hidrogênio. Essa descoberta foi publicada na revista Cell. A pesquisa foi liderada por cientistas do Biomedicine Discovery Institute da Monash University, incluindo o Professor Chris Greening, a Professora Jill Banfield e o Dr. Bob Leung.

Arqueas são minúsculos seres vivos que existem na Terra há dois bilhões de anos. Elas vivem em lugares extremamente hostis, como fontes termais e aberturas no fundo do mar. Elas são um dos três grupos principais da vida, junto com os eucariotos e as bactérias.

As principais conclusões da equipe são:

  • Arqueias utilizam gás hidrogênio para obter energia.
  • Elas consomem e produzem hidrogênio.
  • Esse método permite que sobrevivam em ambientes hostis.
  • Usam enzimas únicas chamadas [FeFe]-hidrogenases.
  • Essas enzimas são as menores e mais complexas do seu tipo.

Dr. Leung explicou que os seres humanos poderiam usar esse conhecimento para uma economia ecologicamente sustentável. Ele mencionou que os cientistas estão considerando o hidrogênio como fonte de energia e destacou que as Arqueas têm utilizado hidrogênio por um bilhão de anos. Biotecnologistas poderiam aproveitar essa capacidade para produzir hidrogênio em escala industrial.

Cientistas acreditam que os eucariotos, como os humanos, originaram-se de antigos arqueas. Esses microorganismos antigos interagiram com bactérias por meio da troca de hidrogênio. O Professor Greening afirmou que suas descobertas ajudam a entender melhor como esse processo levou ao surgimento de todos os eucariotos, incluindo os humanos.

A equipe analisou os genomas de milhares de arqueas, buscando enzimas produtoras de hidrogênio. Eles também produziram essas enzimas no laboratório para estudar suas características. Descobriram que algumas arqueas utilizam tipos incomuns de enzimas chamadas [FeFe]-hidrogenases.

Os cientistas costumavam pensar que essas enzimas existiam apenas em eucariotos e bactérias. No entanto, a equipe as descobriu em arqueas pela primeira vez. Essas enzimas têm diferentes formas e desempenham funções variadas.

Arqueas com essas enzimas foram encontradas em ambientes extremos, como fontes termais, reservatórios de petróleo e nas profundezas do mar. Estudos indicam que essas arqueas possuem as menores e mais complexas enzimas que utilizam hidrogênio.

Essas descobertas podem ser úteis de várias maneiras. Por exemplo, elas podem ajudar na produção biológica de hidrogênio para uso industrial. O Professor Greening mencionou que, enquanto a indústria utiliza métodos químicos caros para aproveitar o hidrogênio, os métodos biológicos podem ser muito eficientes e resistentes. Ele se pergunta se podemos adotar esses métodos biológicos para utilizar melhor o hidrogênio.

Arqueias são organismos muito antigos e possuem grande utilidade na biotecnologia. Elas continuam a despertar o interesse dos cientistas e podem conduzir a descobertas inovadoras.

O estudo é publicado aqui:

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

e sua citação oficial - incluindo autores e revista - é

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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