Chemosynthesisの最近の研究は下記にまとまっていますが、購読しないと読めません。
https://www.cell.com/trends/microbiology/fulltext/S0966-842X(23)00332-3
いろいろなエネルギー源を利用する微生物が見つかっています。
NH3 (redox potential +340mV), NO2-(+420mV), S2-(-220mV),S2O3^2-(+225mV), H2(-414mV), CO(-520mV), CH4(+170mV), Fe2+(+770mV) などです。それぞれを利用する酵素が見つかっており、名前がついていておそらく構造もわかっています。酵素の名前は、何をするかを書いてあるだけなのであまり意味はありません（例； annmonia monooxygenaseなど）。今週は調べきれないですが、面白いと思ったのはH2です。詳しい情報が下記の文献にありました（無料で読めます）。
https://www.nature.com/articles/s41564-023-01322-0
海水中の溶存水素で海のバクテリアの増殖能が増すという結果が紹介されています。一時期流行った「水素水」は眉唾だと思っていましたが、荒唐無稽ではないということですね。メカニズムとして提案されているのはエネルギー収支です。バクテリア1個が生きるのは1.9×10^-15W（ワット）のエネルギーが必要で、１リットル当たりのH2溶存量を考えると2.0×10^7個の菌体を生かせるとのことです。実測値として溶存水素量は約2ppmですが、それでも生態系に影響を与えうるという結論です。これはH2をエネルギー源にする特殊なバクテリアの話なので、人間のような他の生物に効き目があるかどうかはこれだけでは何とも言えません。
H2を代謝する酵素は NiFeヒドロゲナーゼという名前で、H2Sを代謝する菌のほかに大腸菌やピロリ菌も持っているそうです。 https://en.wikipedia.org/wiki/NiFe_hydrogenase
活性中心は Fe-Niの二核錯体で、２個または3個のSが架橋しています。2個の場合はO,S,OOH,OHなどがあと一つの配位子です。Feの外側は2個のCOと1個のCN-、Niの外側は二個の S-Cysです。これは水素の反応に使えそうですね。他の酵素については次の機会に見ていきましょう。
英語は https://www.nature.com/articles/s41564-023-01322-0
“Measurement of dissolved H2 and CO:Dissolved gases were also sampled in situ at each transect to measure dissolved concentrations of CO and H2. Serum vials (160 ml) were filled with seawater using a gas-tight tube, allowing approximately 300 ml to overflow. …H2 and CO concentrations in the Exetainers were analysed by gas chromatography using a pulse discharge helium ionization detector.”
dissolved gases 溶存気体
serum vials 血清バイアル瓶
”DNA was extracted from the sample filters using the DNeasy PowerSoil kit (QIAGEN) following the manufacturer’s instructions. Sample libraries, including an extraction blank control, were prepared with the Nextera XT DNA Sample Preparation kit (Illumina) and sequenced on an Illumina NextSeq500 platform (2 × 151 bp) at the Australian Centre for Ecogenomics (University of Queensland).”
metagenomics メタゲノム解析 試料全部のDNAを断片化して配列決定して何がいるか同定していく方法
be sequenced 配列決定される