将真核生物耐热生长上限推高的变形虫
Incendiamoeba cascadensis能在63°C下分裂,并在64°C下保持活跃,表明具有细胞核的细胞可以在过去被视为对这类生物极端的温度中运作。

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一种从拉森火山国家公园Hot Springs Creek附近、pH呈中性的地热支流中分离出的变形虫,为真核生命树立了新的温度标杆。Incendiamoeba cascadensis能在63°C下分裂;在64°C下,它仍会移动和捕食,但尚未证明能够分裂。这项发现于9月22日在Cell在线发表。
这一结果之所以重要,是因为真核生物的细胞具有细胞核和细胞器,而这些结构依赖蛋白质、细胞膜以及协调的细胞内运输。此前,红藻和真菌已知的真核生物生长温度上限约为60°C,变形虫的纪录则是57°C。因此,这一新物种扩大了这种细胞组织形式不仅能够维持生存、还能产生后代的温度范围。
为了区分短暂活动和生长,H. Beryl Rappaport、Natalie Petek-Seoane、Tomas Tyml、Felix Mikus、Angela Oliverio及其同事分离了这种微生物,并在不同温度下培养。研究人员在每种条件下观察其分裂、移动和进食;在更严酷的热暴露后,他们还检查细胞能否恢复功能。这一系列操作证实了它能在63°C下生长,而在64°C下仅观察到行为和进食活动。
团队还考察了细胞反应和基因表达,也就是在高温下哪些基因的使用增强或减弱。结果显示,这些变化与DNA修复、细胞内成分运输和蛋白质维护有关。这些测量表明细胞对热应激作出了协调反应,但仅凭这些结果,无法确定某一种适应机制就是所观察到耐热性的唯一原因。
这种变形虫还为温度纪录增添了生态层面的意义。它是一种微生物捕食者,以适应高温环境的嗜热细菌为食。它的存在表明,地热栖息地不仅能够维持耐受力强的生产者或分解者,也能支持以单细胞真核生物为核心的捕食关系。
解读研究中的最高温度时,有一个关键限制:细胞在短暂暴露于70°C后能够恢复,但这不意味着它们曾在该温度下生长。数据只来自实验室培养的一个物种,仍需查明这种表现有多少会在自然环境中重现,以及哪些机制不可或缺。已经确立的进展更为具体:它能在63°C下分裂,在64°C下仍能移动和进食。
要点
- Incendiamoeba cascadensis是首种被证实能在63°C下分裂的变形虫。
- 在64°C下观察到了移动和进食,但没有证实其能够生长。
- 与DNA、细胞运输和蛋白质有关的反应只是相关性,并非已经确定的单一原因。

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