Гіпертермофіли

Гіпертермофіли — організми, що ростуть і розмножуються при екстремально високих температурах — понад 60  °C. Оптимальна температура для існування гіпертермофілів — більше 80  °C. Гіпертермофіли є типом екстремофілів і включають здебільшого організми, що відносяться до домену археї (лат. Archaea), хоча деякі бактерії також можуть витримувати температури, що перевищують 100  °C. Багато гіпертермофілів також можуть протистояти іншим екстремальним чинникам, таким як висока кислотність чи радіація.

Історія

Гіпертермофіли були відкриті 1969 Томасом Д. Броком (англ. Thomas D. Brock) у гарячих джерелах національного парку Єллоустоун, Вайомінг, США. Після цього було відкрито ще понад 70 видів. Найбільш виражені екстремофіли на сьогоднішній день були виявлені на перегрітих стінках глибоководних гідротермальних джерел, яким, щоб вижити, необхідна як мінімум температура 90 °C. Незвичайний жаростійкий гіпертермофіл, нещодавно відкритий ^[en], за 24 години перебування в автоклаві з температурою 121 °C (звідси назва) зміг навіть подвоїти чисельність своєї популяції. На даний момент рекордно високу температуру 122  °C здатний витримувати вид ^[en], при цьому залишаючись здатним до росту і розмноження.

Хоча жоден відомий термофіл не живе при температурі вище 122  °C, їхнє існування цілком імовірне (штам 121 тримався при температурі 130  °C 2 години, проте не розмножувався, поки не був перенесений в свіже живильне середовище при відносно прохолодній температурі 103  °C). Однак вважається неймовірним, щоб мікроби виживали при температурі вище 150  °C, оскільки ДНК та інші життєво важливі молекули руйнуються при цій позначці.

Дослідження

У ранніх дослідженнях гіпертермофілів були зроблені припущення, що їх геном може характеризуватися високим GC (гуанін — цитозин)-складом, але останні праці показали, що "очевидного зв'язку між GC-складом геному і температурою, оптимальною для росту організму, немає ".

Білкові молекули гіпертермофілів проявляють гіпертермостабільність. Завдяки цьому вони можуть підтримувати структурну стабільність (а отже, і функції) при високих температурах. Такі білки гомологічні їх функціональним аналогам в організмів, що живуть при більш низьких температурах, однак вони пристосовані до виконання своїх функцій при значно більш високих температурах. Більшість низькотемпературних гомологів гіпертермостабільних білків денатурують при температурі вищій 60 °C. Такі гіпертермостабільні білки часто мають промислове значення, оскільки пришвидшують хімічні реакції при високих температурах.

Клітинна структура

У клітинній мембрані гіпертермофілів міститься багато насичених жирних кислот, які зазвичай утворюють C ₄₀ моношар, який зберігає свою форму при високих температурах.

Деякі гіпертермофіли

• ^[en], штам 116, архея із Аравійсько-Індійського хребта, живе і розмножується при 80-122 °C
• ^[en], архей із Тихого океану, процвітають при 121 °C
• ^[en], архея, що живе при 113 °C в гідротермальних джерелах Атлантичного океану
• ^[en], архея, що живе і розмножується при 100 °C, вперше виявлена в Італії поблизу вулканічного джерела
• , бактерія, процвітає при 65-100 °C в Обсідіанському ставку, Єллоустонський національний парк
• ^[en], бактерія, живе при 85-95 °C, національний парк Єллоустоун

Примітки

1. Microbe from depths takes life to hottest known limit. Архів оригіналу за 29 травня 2012. Процитовано 9 листопада 2012.
2. . Архів оригіналу за 30 травня 2020. Процитовано 9 листопада 2012.
3. Zheng H, Wu H (December 2010). Gene-centric association analysis for the correlation between the guanine-cytosine content levels and temperature range conditions of prokaryotic species. BMC Bioinformatics. 11: S7. doi:10.1186/1471-2105-11-S11-S7. PMC 3024870. PMID 21172057.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
4. . Архів оригіналу за 5 листопада 2012. Процитовано 9 листопада 2012.