「火阿米巴」63°C照樣分裂　改寫真核生物耐熱極限

一種從美國加州拉森火山國家公園（Lassen Volcanic National Park）地熱溫泉分離出來的新阿米巴，將真核生物細胞分裂的已知耐熱紀錄推高至 63°C。這個物種名為 Incendiamoeba cascadensis，名字大意是「喀斯喀特山脈的火阿米巴」；研究人員觀察到牠可在63°C生長並完成有絲分裂。

更誇張的是，牠經歷 70°C、5分鐘 的高溫衝擊後，回到較低溫度仍可恢復。不過，兩件事必須分清：63°C是可主動生長及分裂的紀錄；70°C則只是短暫存活後可復原，並非正常繁殖溫度。 117

點樣證實牠真係「頂得住」？

研究團隊先從拉森的溫泉環境分離出這種生物，並成功在實驗室建立培養物。這一步很關鍵：在環境樣本找到生物，只能證明牠出現過；培養成功後，先可以在受控溫度下直接測試牠有冇生長、活動與分裂。 17

團隊再以多種方法交叉驗證：

• 生長實驗顯示，牠在高溫範圍內可增殖；報告指約 57°C 時生長最旺盛，並可持續分裂至 63°C。 39
• 分裂細胞顯微觀察直接記錄到牠在63°C進行有絲分裂，而不只是靠細胞數目增加去推斷。 17
• 高溫活細胞影像量度到牠可活動至64°C；NASA指出，牠在66°C仍可維持部分活動。 117
• 熱衝擊實驗則測試生長上限以外的存活力：細胞受70°C加熱5分鐘後，回到較低溫度可恢復。 1

溫度再升高，牠會由「生長」轉為「避難」

超過可分裂的範圍後，I. cascadensis 會改變策略：牠可改變形態，形成帶保護作用、類似囊體的外層，進入休眠狀態；待溫度下降後，便有機會重新活化。 35

所以，只用一個溫度數字並不足以概括牠的耐熱能力：

溫度	觀察到的表現
57°C	培養中錄得強勁生長及複製。 39
63°C	仍可主動生長及進行有絲分裂，是目前真核生物的最高已知紀錄。 117
70°C	短暫暴露後可存活並恢復，與形成囊體有關；並非繁殖溫度。 13

基因組提供咩線索？

研究人員完成 I. cascadensis 的基因組組裝及比較分析，發現牠富含與蛋白質穩態（proteostasis，即維持蛋白質正常摺疊及運作）、基因組穩定性，以及感知外界環境相關的基因。 17

在高溫下，蛋白質容易失去原有結構、互相黏連成團，DNA及其他細胞機器亦承受更大壓力。這些基因特徵合理地指向牠的耐熱本領，但目前只可視為值得追查的候選機制，未足以證明某一個基因單獨造成耐熱能力。 17

研究及相關報道亦指出，牠的蛋白質表面可能具有減少高溫下有害聚集的特徵。嗜熱細菌及古菌亦有相近策略，例如與帶正電胺基酸相關的蛋白質穩定作用。 812

這較適合解讀為趨同演化：親緣關係相距甚遠的生物，面對同一個物理難題——如何讓蛋白質、細胞膜和遺傳物質在酷熱中照常運作——可以各自演化出相似的分子解法。這不代表火阿米巴直接從細菌或古菌繼承耐熱能力。 812

點解63°C咁重要？

真核生物的細胞有細胞核及其他膜包圍的細胞結構，動物、植物、真菌以及不少單細胞微生物都屬於此類。在這項工作之前，真核生物增殖的公認最高紀錄約為60°C。火阿米巴可在63°C分裂，因而把這條看來相當牢固的實測界線推高。 117

當然，這不表示所有「複雜生命」都捱得過這種環境。I. cascadensis 是專門適應地熱棲息地的單細胞真核生物；但牠證明了一件事：即使細胞有細胞核，要協調複雜的有絲分裂程序，也未必一定受限於人們原先以為的溫度上限。 117

對太空生物學與生物科技有咩啟示？

對太空生物學而言，地球熱泉可作為其他星球現存或昔日熱液環境的類比。若有液態水及合適化學條件，這種可在63°C運作的真核生物，擴闊了研究人員對「有細胞核的生命」可能存在溫度範圍的實證認知；NASA亦以此角度介紹這項發現。 1

至於生物科技，火阿米巴的蛋白質維護、DNA穩定及壓力反應系統，日後或可成為研發耐熱酵素、分子試劑或工程化細胞的研究目標。不過，這些仍屬前景，並非已可直接應用的工業技術。 17

下一步：由線索走向因果證據

現時最可靠的結論是觀察所得：I. cascadensis 可在63°C生長及分裂，亦可在短暫70°C暴露後恢復。 117

至於牠究竟靠哪些分子機制做到，答案仍未完全確定。比較基因組學可以找出富集的基因組合和蛋白質特徵，但仍需逐一改動或測試特定基因及蛋白質，才能確認哪些機制是不可或缺。值得留意的是，相關詳細研究記錄曾以未經同行評審的預印本形式刊載；其機制層面的結論尤其仍需進一步驗證。 17