研究團(tuán)隊(duì)揭開第三種生命形式如何產(chǎn)生能量的秘密。圖片來(lái)源：莫納什大學(xué)

科技日?qǐng)?bào)記者?張夢(mèng)然

古細(xì)菌是人類20億年前的“微生物祖先”。發(fā)表在新一期《細(xì)胞》雜志上的一項(xiàng)研究結(jié)果，或可改寫基礎(chǔ)生物學(xué)教科書：其解釋了這些微小的生命形式如何通過(guò)消耗和產(chǎn)生氫來(lái)制造能量。正是這種簡(jiǎn)單而可靠的策略，使它們能在地球上一些最惡劣的環(huán)境中茁壯成長(zhǎng)數(shù)十億年。

人類近年來(lái)才開始考慮使用氫氣作為能源，但古細(xì)菌這樣做已有十億年了。生物技術(shù)專家現(xiàn)在有機(jī)會(huì)從這些古細(xì)菌中汲取靈感來(lái)生產(chǎn)氫氣。澳大利亞莫納什大學(xué)生物醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)研究所團(tuán)隊(duì)成員表示，這一關(guān)于地球上最古老生存形式的發(fā)現(xiàn)，可能對(duì)未來(lái)綠色經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有重大啟示。

在生命金字塔的頂端有三個(gè)“領(lǐng)域”：真核生物、細(xì)菌和古細(xì)菌。古細(xì)菌是單細(xì)胞生物，可以在地球上最極端的環(huán)境中生活。一個(gè)被廣泛接受的科學(xué)理論表明，真核生物（如人類）是從非常古老的古細(xì)菌譜系進(jìn)化而來(lái)的，通過(guò)交換氫氣與細(xì)菌細(xì)胞融合。

此次團(tuán)隊(duì)分析了數(shù)千種古細(xì)菌的基因組以尋找特殊的酶，然后在實(shí)驗(yàn)室中生產(chǎn)這些酶并研究它們的特性。他們發(fā)現(xiàn)一些古細(xì)菌使用了一種不尋常的酶，其被命名為[FeFe]-氫化酶。制造這些酶的古細(xì)菌存在于許多極具挑戰(zhàn)性的環(huán)境中，譬如溫泉、油藏和海底深處。

這些氫化酶的存在，一直以來(lái)被認(rèn)為僅限于生命的兩個(gè)“領(lǐng)域”：真核生物和細(xì)菌，現(xiàn)在首次證明它們也存在于古細(xì)菌中。它們?cè)谛问胶凸δ苌戏浅６鄻踊?，不僅有最小的產(chǎn)氫酶，也有最復(fù)雜的產(chǎn)氫酶。

新發(fā)現(xiàn)使人們更接近于理解包括人類在內(nèi)的所有真核生物起源這一關(guān)鍵過(guò)程。同時(shí)，這項(xiàng)研究還表明，這些古細(xì)菌有潛力為工業(yè)環(huán)境中的生物制氫提供簡(jiǎn)化的解決方案，在向綠色經(jīng)濟(jì)過(guò)渡方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

總編輯圈點(diǎn)

當(dāng)下，氫的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和利用方興未艾，可謂人類發(fā)展新能源科技的重要成果之一。然而誰(shuí)能想到，早在20億年前，不起眼的古細(xì)菌就已通過(guò)消耗和產(chǎn)生氫氣來(lái)制造能量，令人不得不感嘆大自然之神奇。人類歷史上，諸多重要科技成果的研發(fā)，都曾從自然界獲得啟發(fā)。既然如此，不妨向這些古細(xì)菌“拜師取經(jīng)”，深入研究它們消耗和產(chǎn)生氫氣的生命機(jī)制，或許能給氫能科技的發(fā)展帶來(lái)新靈感。