Амёба из горячего источника выдержала рекордную для эукариот температуру

В горячих источниках национального парка Лассен Вулканик в Калифорнии, в воде температурой около 63 градусов Цельсия — там, где большинство сложных организмов немедленно погибнет, — живёт и размножается крошечная амёба, которая только что поставила мировой рекорд. Биологи Сиракузского университета под руководством Анджелы Оливерио открыли её и назвали Incendiamoeba cascadensis — «огненная амёба Каскадов». Исследование опубликовано в журнале Cell.

До этого открытия верхний температурный порог для эукариот — сложных организмов, клетки которых содержат оформленное ядро и органеллы (к ним относятся животные, растения, грибы и протисты) — составлял около 60°C (140°F). Его удерживали несколько видов красных водорослей и гриб Thermomyces lanuginosus. Incendiamoeba cascadensis перекрыла этот рекорд с запасом.

Как её нашли

Команда собирала образцы воды, биоплёнок и осадков из геотермальных потоков парка Лассен в течение трёх лет — с 2023 по 2025 год. Они работали в притоке Крика Горячих Источников в районе Дракесбад, где температура воды достигала 49–65°C.

Образцы обогащали пшеницей — для стимуляции роста бактерий, которыми питается амёба. Через одну-две недели при 57°C и 60°C появились первые клетки. При 63°C амёба выросла через три недели.

Тогда учёные начали «поднимать планку».

Что она умеет при экстремальных температурах

Результаты испытаний:

• деление клеток (митоз) при 63°C: амёба успешно размножается — это и есть новый рекорд роста для эукариот;
• активность при 64°C: поиск пищи и перемещение сохраняются;
• выживание при 70°C: при возвращении к более низкой температуре амёба восстанавливала жизнедеятельность.

При экстремальном нагреве Incendiamoeba cascadensis применяет защитную стратегию: меняет форму и формирует плотный внешний слой, защищающий клетку от разрушения. Это позволяет пережить температурный шок.

«Это находка раздвигает границы того, что мы считали возможным, что невероятно захватывающе», — говорит Оливерио.

Что делает её жизнестойкой: геномные ключи

Полное геномное секвенирование Incendiamoeba cascadensis выявило ряд особенностей, потенциально объясняющих её исключительную теплостойкость:

• усиленные системы репарации ДНК — при высокой температуре молекулы ДНК чаще повреждаются, и клетке нужны мощные механизмы их починки;
• белки теплового шока и шапероны — молекулярные «помощники», которые удерживают другие белки в рабочей конформации при температурах, способных их денатурировать;
• адаптированный состав мембранных липидов — более насыщенные жирные кислоты сохраняют жёсткость и функциональность мембраны при высокой температуре.

Где проходит граница термостойкости жизни

Рекорд для всей жизни на Земле принадлежит архее Methanopyrus kandleri, которая живёт при 122°C у гидротермальных жерл глубокого океана. Но архея — прокариот, простейший микроорганизм без оформленного ядра. Между ней и Incendiamoeba cascadensis — принципиальный биологический барьер: сложность клеточной организации.

Почему этот барьер существует? Клетки эукариот содержат множество специализированных органелл — митохондрии, ядро, эндоплазматический ретикулум. Каждая из них требует точно откалиброванных белков, ферментов и мембран. Высокая температура дестабилизирует всю эту систему. Incendiamoeba cascadensis, по всей видимости, нашла молекулярное решение, которое прежде считалось недостижимым для сложной клетки.

Читайте также: гавайские вулканы помогают изучать историю Луны.

«Мы подозреваем, что другие высокотемпературные эукариотические организмы ещё ждут открытия», — говорит Оливерио.