传统观点认为,高温会导致微生物复制缓慢或死亡。微生物在高温下的复制能力取决于它是否能自行补救高温损伤,如折叠错误的蛋白质,如果它不能在对抗这些高温损害,便会死亡。然而,一种微生物通常与其他细胞在一定的环境中一起生活,而不是单独生活,这使它们能够为集体生存而共同努力。但微生物能否协同对抗高温所致损伤仍是一个未被充分探索的问题。 荷兰代尔夫特理工大学Diederik S. Laman Trip和Hyun Youk在Nature Microbiology上发表文章:Yeasts collectively extend the limits of habitable temperatures by secreting glutathion。 作者以出芽酿酒酵母为对象研究生物能否通过群体作用共同对抗不断上升的温度,从而使一个不可生存的温度转变为适合居住的温度,结果表明芽殖酿酒酵母可以帮助彼此和他们的后代在高温下生存和复制。 首先,作者发现酵母种群的生长状况(指数增长、不增长或随机增长)不仅取决于环境温度还与其初始种群密度有关。酵母细胞可延迟并最终阻止在高温下其种群的灭绝,当初始种群密度较高时,这种作用会更快地出现。作者发现这些特征源于酵母细胞分泌并在胞外积累了大量谷胱甘肽(一种普遍存在的阻止热损伤的抗氧化剂)。作者表明谷胱甘肽的分泌能够帮助酵母菌消除有害的细胞外化学物质,对于维持酵母在高温下种群的生存是必要的。 这项研究表明有机体可通过协同作用扩展允许其自身生存的温度范围。研究生物体如何共同应对高温,可能会提出帮助生物体应对气候变化的方法,并帮助我们了解气候变化如何影响单细胞和多细胞生物。