要約:
真核生物に関する研究により、複雑な生命の耐熱性の上限が引き上げられました。カリフォルニア州ラッセン火山国立公園の温泉から分離された「カスケード・ファイア・アメーバ」は63℃で有糸分裂を完了し、70℃で保護外層を形成し、冷却後に回復し、これまでの真核生物の生育限界約60℃を破るという、米シラキュース大学などの共同チームの研究結果を「セル」誌が22日、正式に発表した。
63℃環境のアメーバ。画像出典: 米国シラキュース大学
研究チームは、2023 年から 2025 年にかけてカスケード山脈のラッセン火山国立公園で地熱流のサンプルを収集しました。水温は約 47℃ ～ 64℃です。研究チームは研究室に戻った後、まず地熱アメーバを57℃で培養した。この温度はすでに知られているアメーバの成長の最大値よりも高かった。次に、温度を徐々に63℃まで上げて有糸分裂を直接観察し、それが生き残るだけでなく、古い真核生物の許容限界を超えた条件下でも繁殖できることを証明しました。 63℃を超えると、昆虫の体は形状を変え、保護的な外層を形成します。 70°C にさらした後、さらに低い温度に戻した後でも回復する可能性があります。
真核生物には、核と内部小器官があり、動物、植物、菌類、一部の単細胞微生物が含まれます。過去数十年にわたり、研究者らは一般的に真核生物の増殖限界を約 60℃ と推定しており、この値に近い種はほんのわずかです。
この新種は「カスケード山脈のファイアーアメーバ」にちなんで命名され、温泉好熱性真核原生動物として位置づけられています。真核生物の生存のための絶対温度の最高記録を樹立するだけでなく、複雑な細胞構造が高温によって破壊されるのを防ぎます。比較として、最も耐熱性の高い微生物の記録は、約 122℃の深海の熱水環境で発見される古細菌「メタノサーモフィルス キャンドレリ」によって保持されています。ただし、このグループは真核生物の構造を持たないため、動物や植物と直接ランク付けすることはできません。
ゲノム配列決定の結果、ファイアーアメーバのタンパク質の維持と DNA 修復に関連する遺伝子の数は、高温でのタンパク質変性や DNA 損傷などの圧力に対応して、温帯アメーバの近縁種よりも多いことが示されました。研究チームはまた、タンパク質表面には正に帯電したアミノ酸の割合が高く、これは一部の耐熱性細菌や古細菌にも見られる特徴であり、これが高温による展開や凝集の軽減に役立つことも発見した。
この研究は昨年末にプレプリント プラットフォームで公開されましたが、査読は受けていません。現在、研究チームは実験室の勾配を利用して、63℃で有糸分裂し、保護外層を形成し、70℃で回復することができる複雑な単細胞生命がすでに存在していることを証明しているが、これは同じ地球外環境に生命も存在できることを意味するものではない。彼らは、真核生物の熱限界を実際に測定する余地がまだあると述べた。
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