Geogemma barossii 121株
Geogemma barossii 121株（Strain 121）は、深海に生息する超好熱性の古細菌（アーキア）の一種であり、特に鉄を還元する能力を持っています。この微生物は、2003年から2008年にかけて、既知の生物が生存・増殖できる最高温度の記録を保持していたことで科学界に大きな衝撃を与えました。
121株は、直径1〜2マイクロメートル程度の球状の形態を持ち、多数の鞭毛を備えています。細胞の外層はS層と呼ばれる構造で覆われており、これは同じクレン古細菌門の他の種にも見られる特徴です。この驚異的な生命体は、2003年にマサチューセッツ大学の研究者であるDerek LovleyとKazem Kashefiらによって発見されました。発見場所は、アメリカ合衆国ワシントン州のピュージェット湾からおよそ322キロメートル沖合い、水深2400メートルという極限的な環境にある海底の熱水噴出孔でした。
未記載種であるものの、16S rRNA遺伝子やリバースジャイレース遺伝子の配列解析から、極めて強い好熱性を示すPyrodictium occultum（96%の一致率）やPyrobaculum aerophilum（95.3%の一致率）といった近縁の古細菌との類縁性が示されています。現在、この微生物は暫定的にクレン古細菌門テルモプロテウス綱デスルフロコックス目ピュロディクティウム科に属する「Geogemma」属に分類されており、「Geogemma barossii」という名称で呼ばれています。属名の「Geogemma」はギリシャ語の「地球」とラテン語の「芽」に由来し、種小名の「barossii」は微生物学者のJohn A. Barossへの献名です。
Geogemma barossii 121株の増殖可能な温度範囲は摂氏85度から121度という広範な高温域に及びます。最も活発に増殖する至適生育温度は摂氏106度で、この温度条件下では約1時間で世代交代を完了するという速い増殖速度を示します。さらに驚くべきは、摂氏130度の高温に2時間さらされても生存できるという並外れた耐熱性を持つことです。
この微生物が発見されるまで、生物が増殖できる温度の限界は、近縁の古細菌であるPyrolobus fumariiが持つ摂氏113度だと考えられていました。しかし、Geogemma barossii 121株は、医療や研究分野で広く用いられる滅菌方法であるオートクレーブの一般的な使用温度である摂氏121度でも増殖が可能であることが示されました。オートクレーブは、微生物の生存率を100万分の1以下にすることを目標とする厳格な滅菌法であり、その条件に耐えて増殖する生物の発見は、当時の科学界に大きな驚きをもって受け止められました。
ただし、121度での増殖記録については、発見時の報告が正式な論文発表ではなくプレスリリースであったこと、その後の再現性が十分に確認されていないこと、そして菌株が一般に公開されていないことなどから、最高生育温度保持者として依然としてP. fumariiを挙げる研究者も少なくありませんでした。しかし、発見者らが2008年に発表した論文では、摂氏115度での培養に成功したことが報告されており、少なくとも当時の既知の最高記録である113度を上回る温度での生育が可能であることが示されました。この2008年の論文では、至適生育温度は摂氏105度と記されています。
Geogemma barossii 121株が保持していた摂氏121度の生育温度記録は、2008年に更新されました。新しい記録を打ち立てたのは、比較的縁遠い古細菌であるMethanopyrus kandleriの116株（Strain 116）です。この微生物は、日本の海洋研究開発機構（JAMSTEC）によって発見され、摂氏122度での増殖が可能であることが報告されました。
Methanopyrus kandleri Strain 116は、地上の一般的な気圧（水深約30メートル相当）条件下では摂氏116度が生育の限界であるため「Strain 116」と名付けられていますが、水深数千メートルのような高圧下では摂氏122度まで増殖できることが確認されています。この記録は、2014年時点でも破られていないとされています。今後の研究により、生物が生育できる温度の上限は摂氏125度から130度程度まで引き上げられるだろうと推測されています。
これらの超好熱菌の研究は、地球深部の地下生物圏に関する理解を深める上で極めて重要です。さらに、地球外生命体の存在可能性を探る天文学的な観点、いわゆる「ハビタブルゾーン」の概念にも大きな影響を与えています。太陽光が届かない、極めて高温の地底環境にも生命が存在しうるという事実は、地球外生命体を探す際の前提条件を再考させるものです。宇宙空間における生命存在可能な領域（ハビタブルゾーン）は、これまで考えられていたよりも広範に及ぶ可能性が、このような極限環境微生物の研究から示唆されています。
特徴と発見
121株は、直径1〜2マイクロメートル程度の球状の形態を持ち、多数の鞭毛を備えています。細胞の外層はS層と呼ばれる構造で覆われており、これは同じクレン古細菌門の他の種にも見られる特徴です。この驚異的な生命体は、2003年にマサチューセッツ大学の研究者であるDerek LovleyとKazem Kashefiらによって発見されました。発見場所は、アメリカ合衆国ワシントン州のピュージェット湾からおよそ322キロメートル沖合い、水深2400メートルという極限的な環境にある海底の熱水噴出孔でした。
未記載種であるものの、16S rRNA遺伝子やリバースジャイレース遺伝子の配列解析から、極めて強い好熱性を示すPyrodictium occultum（96%の一致率）やPyrobaculum aerophilum（95.3%の一致率）といった近縁の古細菌との類縁性が示されています。現在、この微生物は暫定的にクレン古細菌門テルモプロテウス綱デスルフロコックス目ピュロディクティウム科に属する「Geogemma」属に分類されており、「Geogemma barossii」という名称で呼ばれています。属名の「Geogemma」はギリシャ語の「地球」とラテン語の「芽」に由来し、種小名の「barossii」は微生物学者のJohn A. Barossへの献名です。
驚異的な耐熱性
Geogemma barossii 121株の増殖可能な温度範囲は摂氏85度から121度という広範な高温域に及びます。最も活発に増殖する至適生育温度は摂氏106度で、この温度条件下では約1時間で世代交代を完了するという速い増殖速度を示します。さらに驚くべきは、摂氏130度の高温に2時間さらされても生存できるという並外れた耐熱性を持つことです。
この微生物が発見されるまで、生物が増殖できる温度の限界は、近縁の古細菌であるPyrolobus fumariiが持つ摂氏113度だと考えられていました。しかし、Geogemma barossii 121株は、医療や研究分野で広く用いられる滅菌方法であるオートクレーブの一般的な使用温度である摂氏121度でも増殖が可能であることが示されました。オートクレーブは、微生物の生存率を100万分の1以下にすることを目標とする厳格な滅菌法であり、その条件に耐えて増殖する生物の発見は、当時の科学界に大きな驚きをもって受け止められました。
ただし、121度での増殖記録については、発見時の報告が正式な論文発表ではなくプレスリリースであったこと、その後の再現性が十分に確認されていないこと、そして菌株が一般に公開されていないことなどから、最高生育温度保持者として依然としてP. fumariiを挙げる研究者も少なくありませんでした。しかし、発見者らが2008年に発表した論文では、摂氏115度での培養に成功したことが報告されており、少なくとも当時の既知の最高記録である113度を上回る温度での生育が可能であることが示されました。この2008年の論文では、至適生育温度は摂氏105度と記されています。
記録の更新とその意義
Geogemma barossii 121株が保持していた摂氏121度の生育温度記録は、2008年に更新されました。新しい記録を打ち立てたのは、比較的縁遠い古細菌であるMethanopyrus kandleriの116株（Strain 116）です。この微生物は、日本の海洋研究開発機構（JAMSTEC）によって発見され、摂氏122度での増殖が可能であることが報告されました。
Methanopyrus kandleri Strain 116は、地上の一般的な気圧（水深約30メートル相当）条件下では摂氏116度が生育の限界であるため「Strain 116」と名付けられていますが、水深数千メートルのような高圧下では摂氏122度まで増殖できることが確認されています。この記録は、2014年時点でも破られていないとされています。今後の研究により、生物が生育できる温度の上限は摂氏125度から130度程度まで引き上げられるだろうと推測されています。
これらの超好熱菌の研究は、地球深部の地下生物圏に関する理解を深める上で極めて重要です。さらに、地球外生命体の存在可能性を探る天文学的な観点、いわゆる「ハビタブルゾーン」の概念にも大きな影響を与えています。太陽光が届かない、極めて高温の地底環境にも生命が存在しうるという事実は、地球外生命体を探す際の前提条件を再考させるものです。宇宙空間における生命存在可能な領域（ハビタブルゾーン）は、これまで考えられていたよりも広範に及ぶ可能性が、このような極限環境微生物の研究から示唆されています。
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