Uma equipe científica internacional redefiniu a nossa compreensão das archaea, um ancestral microbiano dos humanos de há dois mil milhões de anos, mostrando como utilizam o gás hidrogênio.
Por Universidade Monash com informações de Science Daily.
As descobertas, publicadas na revista Cell, explicam como estas minúsculas formas de vida produzem energia através do consumo e produção de hidrogênio. Esta estratégia simples mas fiável permitiu-lhes prosperar em alguns dos ambientes mais hostis da Terra durante milhares de milhões de anos.
O artigo, liderado por cientistas do Monash University Biomedicine Discovery Institute, incluindo o professor Chris Greening, a professora Jill Banfield e o Dr. Bob Leung, reescreve o livro sobre biologia básica.
O Dr. Bob Leung disse que esta descoberta sobre uma das formas de existência mais antigas da Terra também pode apoiar a existência humana, incluindo a criação de novas formas de usar o hidrogênio para uma futura economia verde.
“Os humanos só recentemente começaram a pensar na utilização do hidrogênio como fonte de energia, mas as archaea já o fazem há mil milhões de anos. Os biotecnólogos têm agora a oportunidade de se inspirar nestas archaea para produzir hidrogénio industrialmente.”
No topo da pirâmide da vida, existem três “domínios” da vida: eucariotos (nos quais se enquadram animais, plantas e fungos), bactérias e arquéias. Archaea são organismos unicelulares que podem viver nos ambientes mais extremos da Terra. A teoria científica mais amplamente aceita também sugere que os eucariontes, como os humanos, evoluíram de uma linhagem muito antiga de archaea que se fundiu com uma célula bacteriana por meio da troca de gás hidrogênio.
“Nossa descoberta nos aproxima um passo da compreensão de como esse processo crucial deu origem a todos os eucariotos, incluindo os humanos”, diz Leung.
A equipe analisou os genomas de milhares de archaea em busca de enzimas produtoras de hidrogênio e depois produziu as enzimas em laboratório para estudar suas características. Eles descobriram que algumas archaea usam tipos incomuns de enzimas chamadas [FeFe]-hidrogenases.
As archaea que produzem estas enzimas que utilizam hidrogênio foram encontradas em muitos dos ambientes mais desafiantes da Terra, incluindo fontes termais, reservatórios de petróleo e nas profundezas do fundo do mar.
Pensava-se que essas hidrogenases estavam restritas a apenas dois “domínios” da vida: eucariontes e bactérias. Aqui, a equipe mostrou que eles estão presentes em archaea pela primeira vez e que são notavelmente diversos em sua forma e função.
As archaea não apenas possuem as menores enzimas que utilizam hidrogênio, mas também possuem as enzimas que utilizam hidrogênio mais complexas .
O artigo mostra que algumas archaea possuem as menores enzimas produtoras de hidrogênio de qualquer forma de vida na Terra. Isto poderia oferecer soluções simplificadas para a produção biológica de hidrogênio em ambientes industriais.
O professor Chris Greening disse que essas descobertas sobre como as archaea usam o hidrogênio têm aplicações potenciais para a transição para uma economia verde.
“A indústria atualmente usa catalisadores químicos preciosos para usar o hidrogênio. No entanto, sabemos pela natureza que a função dos catalisadores biológicos pode ser altamente eficiente e resiliente. Podemos usá-los para melhorar a forma como usamos o hidrogênio?”
Com origens antigas e aplicações potenciais em biotecnologia, as archaea continuam a cativar investigadores e a manter caminhos promissores para novas descobertas e traduções.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Monash University . Nota: O conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
Referência do periódico :
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
