耐热纪录刷新：火变形虫63℃仍能分裂

一种新发现的变形虫能在过去被认为复杂生命无法承受的高温下生存和繁殖。这种被命名为火变形虫（Incendiamoeba cascadensis）的微生物可在63℃的高温下通过分裂进行繁殖，刷新了真核生物的耐热上限。更令人意外的是，当温度继续升高时它仍能存活，在最高64℃时依然保持活动能力。该新型极端微生物由美国雪城大学（Syracuse University）的研究人员发现，拓展了人们对生命在地球乃至其他星球上能够存续的范围与方式的认识。

真核生物耐热研究长期空白

以往关于生命热极限的研究大多集中在单细胞细菌和古菌上。目前已知生物能够存活的最高温度为122℃，这一纪录由古菌Methanopyrus kandleri保持。相比之下，针对更复杂生命形式耐热上限的研究一直较为缺乏。自真核生物被发现以来，尚未有真核生物被发现在60℃以上进行复制。因此，极端高温环境中的真核生物多样性在很大程度上仍未被探索。

从火山温泉中分离出新属变形虫

为填补这一空白，研究人员从美国拉森火山国家公园（Lassen Volcanic National Park）的地热温泉中分离出一种新的变形虫属。令他们惊讶的是，超微结构膨胀显微镜显示，这种顽强的生物在63℃下仍能继续分裂；高温活细胞显微镜和细胞质心追踪结果表明，它在64℃时仍具有运动能力，创下真核生物的新纪录。

基因组与转录组揭示耐热策略

在进一步探究火变形虫的遗传学特征时，研究团队利用长读长测序组装了两个基因组，并鉴定出一系列与DNA稳定、蛋白质稳态和环境感知相关的基因，这些基因相比更偏好中等温度的中温型变形虫均呈富集状态。此外，对在48℃与61℃下培养的I. cascadensis进行比较RNA测序显示，在高温条件下，与蛋白质组维持、DNA修复和膜运输相关的通路表达上调；而能量和生物合成通路在较高温度条件下则下调。

研究人员随后使用AlphaFold2预测I. cascadensis的蛋白质序列，发现这些蛋白具有独特的生物物理特性，有助于其保持稳定，例如表面正电荷残基富集，这与嗜热细菌和古菌类似。研究团队认为，这提示在温度胁迫下蛋白质稳定性存在一种趋同机制。

全球地热区或存在同类嗜热变形虫

论文第一作者Beryl Rappaport总结说：“我们能够揭示许多可能帮助I. cascadensis在高温下存活的策略，其中一些策略可能被所有生命中的嗜热生物所采用。”研究团队还将Incendiamoeba的序列与以往研究中的遗传信息进行比较，在新西兰陶波火山带（Taupō Volcanic Zone）和美国黄石国家公园（Yellowstone National Park）鉴定出相似序列，提示全球地热区域可能都存在相关的嗜热变形虫。Rappaport表示：“我们希望I. cascadensis的发现能鼓励其他人继续寻找高温真核生物。”研究地球上的极端微生物也可能对寻找外星生命有所启发，扩展我们探索地外生命形式的栖息地范围。

来源：BioTechniques（英文原文，生物航编译，内容以原文为准）