Большинство сложных организмов довольно чувствительны к температуре, однако недавно обнаруженная амёба заставила учёных пересмотреть представления о том, насколько сильную жару способна выдерживать такая жизнь.
Организм нашли в геотермальном источнике с температурой около 63 °C в вулканическом национальном парке Лассен в Калифорнии. Новый вид получил название Incendiamoeba cascadensis — «огненная амёба Каскадов».
Исследователи собрали в геотермальных ручьях парка несколько разных организмов. Но эта амёба сразу выделилась: даже при 57 °C — прежнем рекорде температуры, при которой амёбы способны расти, — она сохраняла активность. Тогда биолог Анджела Оливерио из Сиракузского университета и её коллеги решили продолжить повышать температуру.
Для живого организма жара представляет серьёзную проблему. Работа и сохранность белков сильно зависят от температуры: при слишком низкой жизненные процессы замедляются, а при чрезмерно высокой важнейшие молекулы начинают разрушаться.
До сих пор считалось, что верхний температурный предел для эукариот составляет примерно 60 °C. К эукариотам относятся организмы, клетки которых имеют отдельные внутренние структуры: животные, растения, грибы и протисты.
Бактерии и археи устроены проще и способны выдерживать гораздо более экстремальные условия. Например, архея Methanopyrus kandleri, живущая возле глубоководных гидротермальных источников, переносит температуру до 122 °C.
Но среди эукариот Incendiamoeba cascadensis установила новый рекорд.
При 63 °C амёба всё ещё могла проходить митоз — процесс деления клетки, позволяющий ей размножаться бесполым путём. При дальнейшем повышении температуры рост прекращался, однако организм не сдавался сразу.
Учёные обнаружили, что по мере нагревания резко активировались клеточные механизмы, отвечающие за защиту белков, восстановление ДНК и перенос веществ через клеточные мембраны.
Кроме того, в белках амёбы исследователи обнаружили повышенное использование положительно заряженных аминокислот. Похожий механизм встречается у некоторых теплолюбивых бактерий и архей и помогает белкам сохранять стабильность при высоких температурах.
По словам биолога Берил Раппапорт, несмотря на огромные различия между этими организмами, способы приспособления их белков к экстремальному нагреву оказались схожими.
После превышения 64 °C амёба меняла форму. Её одноклеточное тело становилось округлым и напоминало цисту. Амёбы способны переходить в подобное состояние покоя, когда условия окружающей среды становятся неблагоприятными.
На поверхности такой формы исследователи заметили быстро движущиеся структуры, похожие на волоски. Учёные предполагают, что они могут участвовать в восприятии температуры.
Особенно удивительной оказалась способность организма восстанавливаться после сильного нагрева. Даже после воздействия температуры 70 °C амёба могла вернуться к нормальному росту, если её снова помещали в среду с температурой 60 °C.
Однако предел существовал и у неё. После воздействия 80 °C организм уже не восстанавливался.
По словам Оливерио, открытие расширяет границы того, что считалось возможным для сложной жизни. Исследователи не исключают, что существуют и другие эукариоты, способные переносить ещё более высокие температуры.
Исследование опубликовано в научном журнале Cell.
