Аннотация:
Исследование эукариот поднимает верхний предел термостойкости сложной жизни. 22 числа журнал «Cell» официально опубликовал результаты совместной команды, включающей Сиракузский университет в США: «Каскадная огненная амеба», выделенная из горячих источников вулканического национального парка Лассен в Калифорнии, может завершить митоз при 63°C, сформировать защитный внешний слой при 70°C и восстановиться после охлаждения, преодолев предыдущий предел роста около 60°C для эукариотических организмов.
Амеба в среде 63℃. Источник изображения: Сиракузский университет, США
Исследовательская группа собирала образцы геотермальных потоков в вулканическом национальном парке Лассен в Каскадных горах в период с 2023 по 2025 год. Температура воды составляет около 47℃-64℃. После того, как команда вернулась в лабораторию, они сначала культивировали геотермальную амебу при температуре 57°C, что уже было выше, чем ранее известное максимальное значение для роста амебы. Затем они постепенно подняли температуру до 63°C и непосредственно наблюдали митоз, доказав, что он не только выживает, но и может размножаться в условиях, выходящих за пределы толерантности старых эукариот. После превышения температуры 63°С тело насекомого меняет форму и образует защитный внешний слой; после воздействия температуры 70°C и последующего возвращения к более низкой температуре он все еще может восстановиться.
Эукариоты имеют ядро и внутренние органеллы, включая животных, растения, грибы и некоторые одноклеточные микроорганизмы. В последние несколько десятилетий исследователи обычно оценивали предел роста эукариотических организмов примерно в 60°C, и лишь несколько видов близки к этому значению.
Новый вид назван в честь «огненной амебы из Каскадных гор» и позиционируется как термофильное эукариотическое простейшее из горячих источников. Он не только устанавливает самый высокий абсолютный температурный рекорд выживания эукариот, но и предохраняет сложные клеточные структуры от разрушения высокими температурами. Для сравнения: рекорд по термостойкости микроорганизмов принадлежит архее Methanothermophilus Candlerii, обитающей в глубоководных гидротермальных средах при температуре около 122°C; однако эта группа не имеет эукариотической структуры и не может быть напрямую причислена к животным и растениям.
Секвенирование генома показывает, что количество генов, связанных с поддержанием белка и восстановлением ДНК у огненной амебы, больше, чем у ее родственников-амеб умеренного пояса, что соответствует таким нагрузкам, как денатурация белка и повреждение ДНК при высоких температурах. Команда также обнаружила, что поверхность белка имеет более высокую долю положительно заряженных аминокислот — особенность, также обнаруженная у некоторых термостойких бактерий и архей, которая помогает уменьшить разворачивание и агрегацию, вызванную высокими температурами.
Исследование было опубликовано на платформе препринтов в конце прошлого года, но не прошло рецензирование. В настоящее время команда использовала лабораторные градиенты, чтобы доказать, что сложная одноклеточная жизнь, которая может митозировать при 63°C, образовывать защитный внешний слой и восстанавливаться при 70°C, уже существует, но это не означает, что жизнь может существовать и в той же внеземной среде. Они заявили, что еще есть возможности для фактического измерения температурных пределов эукариот.
Комментарии