氢气生物学机理（8）：氢气与线粒体的题外话

科力恩富氢杯

2022年4月7日07:22

北京工业大学氢生物医学马雪梅教授团队：关于氢气和线粒体的研究开始于2015年，中间经历过三个博士和两个硕士，因为各种原因中间放弃或不愿意开始。我猜测最主要的原因可能是没有信心，一是对线粒体是否可能是氢气的靶点没有信心，二是对能否在毕业前完成研究达到毕业要求没有信心。

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氢化酶催化的反应（H22H++2e-）联结了氢气（H2）、质子（H+）和电子（e）这三个在生命能量代谢中的核心。

如果细胞的线粒体有氢化酶的功能能够直接把氢气变成质子和电子那就有意思了。这个想法第一次想到是在2015年冬天，当时是晚上刚下过雪，我和先生在玉渊潭公园散步，公园里几乎没有人，只看到雪地上留下我们两个人的脚印，我说了这个想法特别兴奋，从此一直念念不忘想要证明。

后来，2017级硕士研究生张昭入学即被安排和博士后张鑫组成一个研究小组，一起做绿豆细胞膜和氢气关系的研究（在后边的文中会专门介绍）。我提出来，既然植物的种子萌发过程可以产生氢气，那就从寻找是谁在产生氢气开始吧。用最简单的研究思路：分步提取追踪法。

可能是新人没有概念初生牛犊不怕虎吧，研究在磕磕绊绊中开始和坚持。回想实验过程有挑战也蛮有意思，实验装置不合适我们一起去考察“万能的淘宝”淘货自己做，氢气定量测定的各种方法也都比较了一遍，这也为后来氢产品建立团标时确定氢气的检测方法奠定了基础。

2018年初步的好苗头出现，稳定的氢气产生出现在粗提的膜组分中，进一步用线粒体的抑制剂分析表明线粒体可能是产生氢气的组分之一。我给他们讲，线粒体绕不过去的，做吧！之后张鑫的研究重点也转到线粒体，研究开始步入快车道。

孙学军教授是第一个知道我们开展线粒体相关研究工作的。2019年8月6日，孙教授参加在北京工业大学召开的“2019第三届饮水安全与健康行业博士论坛”，8月6日下午我邀请孙教授到实验室给年轻人做指导。本打算两三个小时的研讨进行了近6个小时，孙教授一杯咖啡一罐氢水没离开过座位，晚上7点多了还在讨论，也看出来大家共同对于氢分子的痴迷。

借此也特别对当时参加论坛的朋友表示歉意，当晚的晚餐作为东道主的我迟到失礼了！今天讲一下原因希望能谅解

讨论中张鑫汇报到线粒体可以产生氢气可能有氢化酶活性时，孙教授特别兴奋说“太有意思了”！我说这几年的研究不容易，主要是不知道路在哪里，孙教授讲这个结果等十年也值了。这个评价让学生们很受鼓舞，我的话他们听多了已经麻木，来自孙教授的鼓励效果加倍！

2019年下半年因为张鑫博士后出站、张昭毕业需要先完成发表的论文，研究进展慢下来，没想到又赶上疫情。2020年上半年疫情期间我决定把团队关于氢气生物学机理的研究总结几篇小的文章先公开或发表了，包括细胞膜、线粒体、脑片膜片钳检测神经元动作电位、辣根过氧化物酶、肿瘤代谢重编程等（马雪梅等，2020），后续文中会陆续讲到。

关于植物线粒体产生氢气的文章虽然还不完善，有些细节待深入，但基本的验证已经有了，考虑到更深入的研究需要在软硬件和人员等方面的准备短期内完成有难度，就把文章放到开放共享的预印本平台arxiv先行公开了（Zhang X.,2020）。希望关于氢气机理的讨论能够跳出“自由基”的框架，多一些天马行空。

Zhang X, Zhang Zh, Wei Y, et al. Mitochondria in higher plants possess H2 evolving activity which is closely related to complex I [J/OL]. arXiv:2001.02132 [q-bio.BM], [2020-01-08]. 氢气和线粒体

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