تبدیل زندگی به یک سفر جذاب: روش‌های «قابل توجه» برای ایجاد انرژی در شکل سوم زندگی
در سال‌های اخیر، یک طبقه بندی جدید برای جانداران پیشنهاد شده است که به آرکیا یا باکتری‌های باستانی شناخته می‌شوند. آرکیا یک گروه از موجودات تک‌یاخته ریز است که قلمروی خود را دارند و هر یک از اعضای این گروه باستانیان یا آرکئون نامیده می‌شوند.
تیم بین‌المللی از محققان کشف کرده‌اند که آرکیا، با استفاده از آنزیم‌های خاص، هیدروژن را تولید می‌کنند. این موجودات دارای کوچک‌ترین آنزیم‌های مصرف کننده هیدروژن هستند و این آنزیم‌ها برای مصرف و تولید هیدروژن بسیار پیچیده‌اند.
هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر اهمیت زیادی دارد و با استفاده از آن می‌توان از انرژی‌های تجدیدپذیر برای تولید هیدروژن استفاده کرد. این موجودات که میلیاردها سال است که این کار را انجام می‌دهند، می‌توانند مدلی برای تولید صنعتی هیدروژن باشند.
هیدروژن به عنوان فراوان‌ترین عنصر در کیهان، در سراسر جهان برای موارد مختلفی استفاده می‌شود و کشف آنزیم‌های مصرف کننده هیدروژن زمینه‌ای برای تحقیقات بیشتر در این زمینه فراهم می‌کند.
همشهری آنلاین نوشت: در سال‌های اخیر طبقه‌بندی‌های جدیدی برای جانداران پیشنهاد شده است. باکتری‌های باستانی یا آرکی‌ها (Archaea) قلمرویی از موجودات ریز تک‌یاخته‌ای هستند. به هر یک از اعضای گروه باستانیان نیز یک باستانه یا آرکئون (archaeon) گفته می‌شود که کاملاً در حال تغییر هستند.
با روی آوردن جهان به هیدروژن سبز و دیگر منابع انرژی تجدیدپذیر، تیم بین‌المللی از محققان و دانشمندان کشف کرده اند که آرکیا؛ سومین شکل حیات پس از حوزه‌ای از موجودات تک سلولی با استفاده از آنزیم‌هایی که تصور می‌شود فقط در دو شکل دیگر حیات وجود دارند، گاز هیدروژن تولید می‌کنند.
آنزیم های مصرف کننده هیدروژن
آرکیا نه تنها دارای کوچک ترین آنزیم های مصرف کننده هیدروژن در مقایسه با باکتری ها و یوکاریوت ها هستند، بلکه آنزیم های آنها برای مصرف و تولید هیدروژن نیز پیچیده ترین آنزیم هایی به شمار می‌روند که تاکنون شناخته شده‌اند.
این آنزیم‌های کوچک و قدرتمند ظاهراً به باستانی‌ها اجازه زنده‌ماندن و رشد در بعضی از محیط‌های متخاصم زمین را داده‌اند که در آنها اکسیژن کمی یافت می‌شود.
تولید صنعتی هیدروژن
به گزارش sciencealert پوک من لئونگ، میکروبیولوژیست در دانشگاه موناش استرالیا و سرپرست این مطالعه می‌گوید: انسان‌ها اخیراً به فکر استفاده از هیدروژن به‌عنوان منبع انرژی افتاده‌اند، اما باستانی‌ها یک میلیارد سال است که این کار را انجام می‌دهند. بیوتکنولوژیست‌ها اکنون این فرصت را دارند که از این باستانی‌ها برای تولید صنعتی هیدروژن الهام بگیرند.
فراوان‌ترین عنصر در کیهان
به گزارش NATURE هیدروژن فراوان‌ترین عنصر در کیهان است و در سراسر جهان برای ساخت کودها و دیگر مواد شیمیایی، تصفیه فلزات، فرآوری غذاها و پالایش سوخت استفاده می‌شود. باکتری‌ها و یوکاریوت‌ها میلیاردها سال است که با استفاده از گاز هیدروژن انرژی تولید می‌کنند.
تیم بین‌المللی محققین به طور خاص کشف کردند با استفاده از آنزیم‌هایی که تصور می‌شود فقط در دو شکل دیگر حیات وجود دارند، گاز هیدروژن تولید می‌کنند.
کوچک‌ترین آنزیم‌های مصرف‌کننده هیدروژن
دانشمندان متوجه شدند که آرکیا نه‌تنها کوچک‌ترین آنزیم‌های مصرف‌کننده هیدروژن در مقایسه با باکتری‌ها و یوکاریوت‌ها دارند؛ بلکه آنزیم‌های آنها برای مصرف و تولید هیدروژن نیز پیچیده‌ترین آنزیم‌هایی به شمار می‌روند که تاکنون مشخص شده است.
این آنزیم‌های کوچک و قدرتمند ظاهراً به باستانی‌ها اجازه زنده‌ماندن و رشد در بعضی از محیط‌های متخاصم زمین را داده‌اند که در آنها اکسیژن کمی یافت می‌شود.
آینده هیدروژن در ذخیره‌سازی انرژی
آینده هیدروژن در ذخیره‌سازی انرژی و تولید فولاد نهفته است که در صورت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر برای تبدیل موادی مانند آب به گاز هیدروژن، می‌تواند با انتشار صفر تولید شود.
میکروارگانیسم‌ها گاز هیدروژن (H۲) را برای اهداف کاملاً متفاوت تولید و آزاد می‌کنند. همچنین برای دفع الکترون‌های اضافی تولید شده در طی تخمیر، فرایندی که در آن موجودات انرژی را از کربوهیدرات‌هایی مانند قندهای بدون اکسیژن استخراج می‌کنند.
هیدروژناز
آنزیم‌هایی که برای مصرف یا تولید H۲ استفاده می‌شوند، هیدروژناز نامیده می‌شوند و اولین بار تنها هشت سال پیش به طور جامع در درخت زندگی مورد بررسی قرار گرفتند.
از آن زمان، تعداد گونه‌های میکروبی شناخته‌شده، به‌ویژه باستانی‌ها که در محیط‌های شدید مانند چشمه‌های آب گرم، آتشفشان‌ها و دریچه‌های اعماق دریا پنهان می‌شوند، افزایش یافته است.
شناسایی باستانی‌ها
بیشتر باستانی‌ها در آزمایشگاه کشت نشده‌اند و تنها از روی تکه‌هایی از کد ژنتیکی آنها که در این محیط‌ها یافت می‌شوند، شناخته می‌شوند.
کریس گرینینگ، میکروبیولوژیست دانشگاه موناش و همکارانش ژن کد کننده بخشی از یک نوع هیدروژنازهای سریع‌الاثر [FeFe] را در بیش از ۲۳۰۰ خوشه گونه‌های باستانی که در یک پایگاه‌داده جهانی فهرست شده‌اند، جست‌وجو کردند.
توجه داشته باشیم بسیاری از ژنوم‌های باستان‌شناسی فهرست‌بندی‌شده که در این مطالعه تجزیه‌وتحلیل شدند، ناقص هستند. اما چه کسی می‌داند که هنوز چندگونه دیگر کشف نشده است.
طناز السادات حسینی فر
