目次

第1章 極限環境生物の研究はなぜ重要なのか

1-1　極限環境生物とは何だろう？

• そんな過酷な場所にも生物が！？

1-2　好奇心。極限環境生物の研究はここから始まる

• 極限環境生物を研究する本当の理由
• 研究は純粋に。でも社会貢献も忘れずに……

1-3　限界が分かれば本質が分かる

• 生物界という“森”の様子を知る二つの道
• 森のなかだけ見ていると……
• 極限環境生物から宇宙が見える
• 極限環境生物の特殊な成分

1-4　生命は進化の産物

• 進化の道筋を遡っていくと
• すべての生物は、極限環境生物から始まる

1-5　極限環境生物が生み出すテクノロジー

• 使える！　極限環境生物の酵素
• 環境保全に役立つ極限環境生物

ExtremeなColumn①　極限環境生物の呼び方

第2章　微生物学の始まり

2-1　微生物と天体学の切っても切れない関係

• 微生物と顕微鏡
• オランダのメガネ職人たちが生み出した器具
• リッペルハイの、何といえない行動力
• 顕微鏡の発展、しかし微生物は……

2-2　微生物の発見

• 細胞の発見
• 微生物の発見

2-3　微生物学の始まり

• 光学顕微鏡の完成
• 微生物学の夜明け

2-4　極限環境微生物の発見

• 意外と早い発見
• 結核菌やコレラ菌よりも早く

Extreme な Column②　進化論の“微妙”な歴史

第3章　微生物の基礎知識

3-1　肉眼では見えない生物

• 微生物とは？

3-2　微生物の細胞とは？

• 生物の細胞は二つに分類

3-3　微生物と三つの領域

• 分子分類学の発展
• 三つの領域にまたがる微生物

3-4　細菌の性質を知ろう

• 細菌の形による分類
• 細胞壁による分類
• 栄養要求性による分類
• 呼吸による分類

Extreme な Column③　微生物の美しい姿

第4章　極限環境の生物①　好熱菌

4-1　高熱という極限環境で生きる

• 好熱菌って何？
• 堆肥から温泉へ

4-2　中等度好熱菌

• 納豆菌とよく似ているゲオバチラス・ステアロテルモフィルス
• 酸素が苦手な中等度好熱菌
• 恐ろしい？　役に立つ？　クロストリジウム属

4-3　高度好熱菌

• 高度好熱菌が拓いた遺伝子増幅法
• どこにでもいるテルムス･テルモフィルスの謎

4-4　超好熱菌

• 水温が100℃を超えても沸騰しない場所
• 解析される好熱菌たちのゲノム

4-5　好熱菌はなぜゆだらないのか？

• 好熱菌のゆだらない酵素
• 酵素がゆだらない理由

4-6　好熱菌の核酸はなぜ安定しているのか？

• 熱に弱い核酸
• 核酸がゆだらない理由
• tRNAに見る耐性獲得の基本

4-7　好熱菌の細胞膜が強い理由

• 細胞膜を強くする三つの方法
• 三つの組み合わせで、より強靱に

4-8　250℃で増殖した好熱菌？――実験科学の難しさ

• 250℃！？
• 実験科学者に間違いは許されないのか
• 実験科学の難しさ。正しいからといって、正しいわけではない……

4-9　高度好熱菌をモデル生物に

• モデル生物で原則を導き出す
• ゲノム時代のモデル生物「好熱菌」
• ミニマム生物を作ってみよう！

第5章　極限環境の生物②　好熱菌以外の生き物たち

5-1　好塩菌①　高塩濃度という極限環境で生きる微生物

• 塩が好きな細菌
• 塩分に強い理由
• 酵素やタンパク質もｖ好塩性
• ヘンな形の高度好塩菌
• “好き”ではなく“耐える”
• どこかにいるかもしれない細菌

5-2　好塩菌②　好塩菌の“目”

• シリコンバレー
• 好塩菌を研究する医学部の先生
• 高度好塩菌にある“目”
• 高度好塩菌から目の研究へ

5-3　好塩菌③　好塩菌は“目”の起原？

• 第一のロドプシン様タンパク質「バクテリオ・ロドプシン」
• 第二のロドプシン様タンパク質「ハロ・ロドプシン」
• 第三のロドプシン様タンパク質「センサリー・ロドプシン」

5-4　好塩性のエビ――アルテミア

5-5　好酸菌、好アルカリ菌　 酸、アルカリのなかに棲む微生物

• 周囲にあるイオンの種類
• 周囲に合わせるのか、周囲に耐えるのか
• 好酸菌、好アルカリ菌の特徴
• 食べなくても生きていけるスルフォロバス属
• 東工大のトコダイイ

5-6　絶対嫌気性菌　嫌気性は極限環境生物なのか！？

• 酸素は有害
• 好気性＝真の極限環境生物

5-7　好冷性の細菌と動物　寒いところが好きな生物

• 0℃以下になったらどうする？

5-8　好圧菌　高い圧力環境で生きる生物

• 想像を絶する圧力の世界
• 高圧下でないと増殖できない菌
• 普通の菌もけっこう強い！

5-9　放射線耐性菌　放射線量の高い環境で生きる生物

• 放射線耐性菌と高度好熱菌の不思議な関係
• 放射線に耐えるには理由がある

5-10　生命の生存限界

• 宇宙生命が存在する条件

第6章　極限環境生物と宇宙の生命

6-1　宇宙生物学と極限環境生物

• 火星の環境を考えてみると

6-2　宇宙の環境は生命にどれほど過酷なのか？

• 広範囲に及ぶ太陽の重力
• 微少重力が及ぼす動植物への影響
• 微生物にも微少重力の影響はあるのか？
• 重力以外の影響

6-3　水が生命にとって重要な理由

• 水の不思議さ＝生命の源？

6-4　ハビタブルゾーンって何だろう？

• 恒星と惑星の距離には秘密がある
• ハビタブルゾーンの惑星――太陽系は特別な存在なのか？
• ハビタブルゾーンの惑星を発見！？

6-5　ヒ素生物は存在するのか？

• えぇ、こんな生物が本当にいるの？
• ヒ素とリンは確かに似ている。しかし……

6-6　宇宙環境に耐えたクマムシ

• 地表は保護されている。しかし……
• 数少ない極限環境動物――クマムシ

ExtremeなColumn④　レーベンフックの肖像画？

第7章　ヒトと地球を支える極限環境生物

7-1　ヒトと極限環境生物①　極限環境微生物が作る発酵食品

• 発酵って何？
• 極限環境生物の発酵食品

7-2　ヒトと極限環境生物②　好アルカリ菌の利用

• 好アルカリ菌を利用した染め物
• 汚れを落とす好アルカリ菌の酵素

7-3　ヒトと極限環境生物③　好冷菌の利用

• 魚に含まれる「EPA」の正体
• 低温輸送中に働いてもらおう

7-4　ヒトと極限環境生物④　好熱菌の利用①　さまざまな分野で活躍する熱耐性の酵素

7-5　ヒトと極限環境生物⑤　好熱菌の利用②　PCR法を確立させた熱耐性の酵素

• DNAを人工的に増やす
• 加熱してDNAポリメラーゼ、加熱してDNAポリメラーゼ……
• PCR法の発見
• 脚光を浴びる好熱菌

7-6　ヒトと極限環境生物⑥　好熱菌の利用③　微生物の有名人？　テルムス・テルモフィルス

• 好熱菌界の人気者
• マンガに登場！
• コスメティックに登場！

7-7　地球と極限環境生物①　元素循環に貢献する極限環境生物

• 元素循環と生命
• 元素循環における植物、ヒト、微生物
• メタンガスとメタン細菌
• 窒素固定を行う極限環境生物

7-8　地球と極限環境生物②　毒物を取り除く極限環境生物

• 毒物を食べてもらって環境浄化
• 最後の一言

ExtremeなColumn⑤　歴史を見つめるDNA鑑定