美国加利福尼亚州一条地热溪流中的新发现变形虫,能够在摄氏六十三度的环境下繁殖。对于细胞内具有细胞核的真核生物而言,这是迄今得到证实的最高生长温度。雪城大学的研究人员于九月二十二日在经过同行评审的《细胞》期刊发表这一结果。该物种被命名为Incendiamoeba cascadensis,将复杂细胞已知的生长温度上限提高了三摄氏度。
此前,科学家记录到的真核生物生长温度最高约为摄氏六十度,尽管某些细菌和古菌能够承受高得多的温度。这一区别很重要,因为真核细胞要完成分裂,其细胞核和其他内部结构必须保持正常运作。新研究只涉及一种微小的单细胞生物,并不意味着动物或人类能够耐受类似高温,也不能将这一结果直接推广到所有真核生物。
由博士生H. Beryl Rappaport和生物学家Angela Oliverio参与领导的团队,在二〇二三年至二〇二五年间,从拉森火山国家公园内温泉溪的一条支流采集生物样本。研究人员随后在实验室中,把变形虫放在多个受控温度条件下培养,并结合生长实验和显微观察进行检验。结果显示,它的细胞在摄氏六十三度时仍持续分裂,而不只是暂时在热水中存活。
研究团队还在摄氏六十四度观察到这种变形虫运动。雪城大学和Cell Press表示,温度达到摄氏七十度时,变形虫会形成具有保护作用的包囊,并在温度下降后恢复活动。这些数字对应不同现象:六十三度时繁殖,六十四度时运动,接触七十度后仍可能存活。研究没有证明它能在摄氏七十度继续生长,因此不能把存活温度说成繁殖温度。
基因组比较发现,该物种具有较多与维持蛋白质状态、保护遗传物质稳定以及感知外部环境有关的基因。研究人员还识别出一些蛋白质特征,这些特征在其他耐热微生物身上也与高温稳定性有关。这些发现为其耐热能力提供了可能解释,不过每一种适应特征究竟发挥什么作用,仍需要进一步的实验来确定,现阶段不能认定单一机制已经得到证实。
这项发现扩大了科学家寻找真核生命时可以考虑的环境范围,其中包括其他地热地点。雪城大学认为,这种生物未来也可能为耐热酶和耐热材料的研究提供线索,但目前尚未展示任何实际应用。后续研究可以继续调查其他炎热环境,并研究哪些细胞机制使这种变形虫能够在高温下保持功能。
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