Suche
Mein Konto
Genombrott i metanforskning: Marburg-teamet avkodar nyckelenzymer
Forskare vid universitetet i Marburg kommer att uppnå ett genombrott inom metanforskningen 2025, vilket kommer att möjliggöra betydande framsteg inom klimatskyddet.
Genombrott i metanforskning: Marburg-teamet avkodar nyckelenzymer
Den 16 april 2025 uppnådde ett forskarlag från Philipps University Marburg ett lovande genombrott inom metanforskning. Resultaten, publicerade i den berömda forskningstidningen Natur, fokusera på aktiveringen av metylkoenzym M-reduktas (MCR), ett centralt enzym i biologisk metanproduktion. Metan (CH4) har en global uppvärmningspotential många gånger högre än koldioxid (CO2) och utgör därför en betydande utmaning i kampen mot klimatförändringarna.
För första gången kunde forskarna isolera och karakterisera MCR-aktiveringskomplexet från en metanogen modellorganism. Denna process kräver ett litet protein som kallas McrC, såväl som specifika metanogena markörproteiner (MMP) och en ATPas. Aktiveringen av MCR orkestreras genom tillhandahållande av energi i form av ATP. Fram tills nu var det oklart exakt hur denna mekanism fungerar, särskilt på grund av utmaningen förknippad med nickelatomen i kofaktor F430.
Utvecklingen inom biokemisk metanproduktion
Forskarna identifierade tre specialiserade metallföreningar, kallade L-kluster, med hjälp av kryoelektronmikroskopi. Dessa L-kluster, som tidigare bara misstänktes i samband med nitrogenaser, visar ett intressant samband mellan metanproduktion och kvävefixering. Detta framsteg kan få viktiga konsekvenser för att reglera metanutsläpp och förstå biogeokemiska kretslopp.
Resultaten av studien ses som en milstolpe inom biokemisk processforskning. Prof. Dr. Gert Bange, en ledande forskare vid universitetet i Marburg, lyfter fram universitetets spetskompetens inom mikrobiologi och klimatforskning och betonar de perspektiv som de nya rönen erbjuder för klimatforskning och evolutionsbiologi. Den ursprungliga publikationen om detta är under DOI: 10.1038/s41586-025-08890-7 att hitta.
Samband mellan metanogener och mikrober
Fynden om MCR är särskilt relevanta eftersom de måste beaktas i samband med tidigare forskning. Till exempel, Ueno et al. (2006) den mikrobiella metanogenesen i den tidiga arkeiska eran. Wolfe och Fournier (2018) analyserar också hur horisontell genöverföring har påverkat utvecklingen av metanogener. Arbete av Thauer och andra (2008; 2019) visar hur ekologiska skillnader i energiproduktion och rollen av metyl-koenzym M-reduktaser i anaerob metanbildning lyfts fram.
Max Planck Institute for Biophysics och Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology i Marburg bidrar också till detta kunskapsområde genom att studera metanproduktion av arkebakterier i syrefria miljöer. Dessa arkebakterier är aktiva i olika livsmiljöer som risfält, hedar och komagar och spelar en viktig roll i biologisk metanbildning.
Genom djupare kunskap om enzymstrukturerna, speciellt nickel-järnhydrogenaserna, som är avgörande för metanbildningen, skulle framtida tekniska tillämpningar inom väteproduktion kunna utvecklas. Dessa enzymer skulle kunna optimeras för att öka sin stabilitet mot syre och därmed öppna nya möjligheter för energiproduktion.
Aktuell forskning lovar därför inte bara en bättre förståelse för biologisk metanproduktion, utan också metoder för att bekämpa klimatutmaningar genom förbättrad teknik.