加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點(diǎn),為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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重新定義第三種生命形式潛能——

古細(xì)菌產(chǎn)生能量機(jī)制揭秘

2024-06-17 科技日?qǐng)?bào) 張夢(mèng)然
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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消耗和產(chǎn)生氫來制造能量。正是這種簡單而可靠的策略,使它們能在地球上一些最惡劣的環(huán)境中茁壯成長數(shù)十億年。

人類近年來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)化而來的,通過交換氫氣與細(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,還有最復(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化的解決方案,在向綠色經(jīng)濟(jì)過渡方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

打印 責(zé)任編輯:梁春雨

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