遠古微生物揭示生命如何在沒有氧氣下產生能量：對地球早期生命理解的突破

由法蘭克福歌德大學的沃爾克·穆勒教授領導的研究闡明了原始微生物如何在無氧環境中（如深海熱泉）產生能量。這些微生物將二氧化碳和氫結合形成乙酸，此過程會啟動一種將鈉離子泵出細胞的機制。這會產生鈉梯度，反轉時會驅動分子渦輪機（ATP 合酶）產生 ATP，即通用能量貨幣。Rnf 複合物是一種嵌入膜中的蛋白質集合，在此過程中起著至關重要的作用，將電子從氫轉移到二氧化碳。科學家利用冷凍電子顯微鏡和分子動力學模擬，觀察了 Rnf 複合物，並識別出吸引鈉離子的鐵硫簇，從而促進鈉離子從細胞中的排出。這項發現不僅增進了我們對早期生命形式的理解，而且透過針對病原體中相似的呼吸酶，為碳捕獲技術和新型抗菌藥物的開發提供了潛力。