Durante siglos, los humanos han explorado formas de transformar el hidrógeno en energía. Organismos unicelulares pertenecientes al grupo de Archaea ha estado realizando este proceso durante millones de años.. Una reciente investigación sobre estos, catalogados como la tercera forma de vida del planeta, reveló el mecanismo por el cual generan energía a partir del gas presente en la atmósfera. Los científicos responsables de este estudio esperan que sus hallazgos inspiren a otros colegas a descubrir nuevos métodos para generar energía verde.
Según el sistema de clasificación biológica de los tres dominios, el árbol de la vida se divide en seres que pertenecen a las ramas Eucarya, Bacteria y Archaea. La naturaleza de las células que forman un organismo es el criterio principal para determinar su ubicación en los dominios. Por ejemplo, los animales, las plantas y los hongos tienen células con un núcleo definido (células eucariotas) y se clasifican en el dominio Eucarya. Por el contrario, los organismos (normalmente microscópicos) con células sin núcleo o con unidades sin núcleo pertenecen a las ramas Bacteria o Archaea.
Una extraña alga está evolucionando para aprovechar el nitrógeno del medio ambiente
El “nitroplasto” de un alga convierte el nitrógeno del aire en una forma químicamente útil. Es el único cuarto ejemplo de la evolución de un orgánulo, lo que lo convierte en un descubrimiento impresionante.
Transformar el hidrógeno en energía con enzimas
Las arqueas son microorganismos unicelulares procarióticos con una estructura fundamentalmente diferente a la de cualquier otra bacteria. Son las formas de vida más antiguas del planeta y, según algunas teorías, organismos eucarióticos complejos podrían haber surgido de fusiones entre arqueas y células bacterianas.
Estos seres tienen la capacidad de producir la energía necesaria para su supervivencia utilizando el hidrógeno presente en su entorno. Esta habilidad es rara en la naturaleza. La mayoría de los organismos simples han evolucionado para convertir la luz en alimento. El uso de hidrógeno, conocido como proceso de quimiosíntesis, se observa en ambientes extremos que desafían la vida convencional, como los respiraderos geotérmicos.
Investigadores del Instituto de Biomedicina de la Universidad de Monash, Australia, lograron identificar el mecanismo biológico mediante el cual las arqueas producen energía. Estos microorganismos primitivos consumen y producen hidrógeno a través de enzimas hidrogenasas de acción rápida (FeFe). Hasta ahora se creía que estos componentes eran exclusivos de bacterias y eucariotas.
Para lograr este avance, los científicos buscaron el gen que codifica la hidrogenasa (FeFe) en un mapa de genomas de arqueas. Descubrieron que había 2.300 grupos de especies que contenían el gen relacionado con el consumo de hidrógeno. Luego utilizaron la herramienta de inteligencia artificial AlphaFold2 de Google para predecir la estructura de las enzimas codificadas. Finalmente, expresaron la hidrogenasa en una bacteria E. coli para probar su funcionalidad.
“Algunas arqueas tienen las enzimas productoras de hidrógeno más pequeñas de cualquier forma de vida en la Tierra. “Esto podría ofrecer soluciones optimizadas para la producción de hidrógeno biológico en entornos industriales”, afirma la Universidad de Monash.
El científico Chris Greening cree que el descubrimiento de hidrogenasas en organismos ultrarresistentes tiene importantes aplicaciones para la transición hacia una economía verde. “La industria utiliza valiosos catalizadores químicos para aprovechar el hidrógeno. Sin embargo, sabemos por la naturaleza que los catalizadores biológicos pueden ser muy eficientes y resistentes. ¿Podemos utilizarlos para mejorar la forma en que utilizamos el hidrógeno?
