目次
序論 極限環境微生物の先端科学と産業利用の可能性
（伊藤 政博）
1．概 要
2．極限環境微生物の先端科学
3．極限環境微生物の産業利用とその可能性
4．まとめ
第1編 極限環境微生物の基盤研究
第1章 極限環境微生物のカルチャーコレクションの役割
第1節 極限環境微生物におけるカルチャーコレクションNBRCの取り組み
（日高 皓平，森 浩二）
1．生物資源保存機関（カルチャーコレクション）
2．NBRC で保有する極限環境微生物
3．寄託と分譲
4．情報付加
5．極限環境微生物の収集
第2節 理研BRC-JCMにおける極限環境微生物コレクション事業への取り組み
（伊藤 隆，加藤 真悟，大熊 盛也）
1．JCMにおける極限環境微生物コレクションの概要
2．極限環境微生物コレクションの利活用促進に向けて
第2章 極限環境微生物のエネルギー変換メカニズム
（若井 暁）
1．はじめに
2．極限環境と極限環境微生物
3．生命存在可能条件（Habitability）と生命の限界
4．好塩性微生物のエネルギー代謝
5．好熱菌のエネルギー変換
6．好酸性菌のエネルギー変換
7．電気合成（Electrotrophy）?第三のエネルギー獲得機構
8．おわりに
第3章 高/低温環境適応
第1節 超好熱菌の高温適応戦略
（跡見 晴幸）
1．好熱菌と超好熱菌
2．好熱菌・超好熱菌の多様性
3．超好熱菌生体分子の特徴
4．おわりに
第2節 超好熱菌の低温ストレス応答
（藤原 伸介）
1．超好熱菌の低温ストレス応答について
2．膜脂質と低温ストレス応答
3．タンパク質の低温ストレス下での安定化
4．低温ストレス下での遺伝子誘導
第3節 RNAリン酸化修飾がもたらす超好熱性生物の高温環境適応メカニズム
（大平 高之，蓑輪 恵一，鈴木 勉）
1．RNA修飾と遺伝子発現
2．好熱性生物とtRNA修飾
3．2’-リン酸化ウリジン（Up）修飾の発見
4．Up修飾は tRNAの熱安定性に寄与する
5．Up修飾酵素ArkIの発見
6．Up修飾は超好熱性アーキアの高温環境適応に寄与する
7．ArkIによるtRNAのリン酸化機構
8．ArkIとKptAによるUp修飾の可逆的な制御
9．おわりに
第4節 海底下深部の高温環境に存在する微生物群集とそのサバイバル
（諸野 祐樹）
1．海底下における堆積物形成と温度勾配
2．高温の深部海底下に至る生存環境変化と微生物
3．高温の海底下に生命を探せ！室戸沖限界生命圏掘削調査：T-リミットプロジェクト
4．高温の海底下に生息する微生物群集は何者か？？
第5節 深海底熱水域における微生物生態
（布浦 拓郎）
1．深海底熱水活動域とは
2．熱水活動域の微生物分布の概要
3．まとめ
第6節 低温菌の環境適応戦略と低温物質生産への挑戦
（川本 純）
1．はじめに
2．低温菌の環境適応戦略
3．低温菌の産業利用と“Era of Biotechnology”への挑戦
第4章 酸性/アルカリ性/塩性環境適応
第1節 極限環境微生物の基盤研究
（廣岡 俊亮，周 柏峰，宮城島 進也）
1．はじめに
2．強酸性環境に生息する藻類
3．比較ゲノム・トランスクリプトーム解析による酸性環境適応の解明
4．藻類の酸性環境適応メカニズムの解明に向けた今後の展望
5．好酸性藻類の産業利用
6．おわりに
第2節 好アルカリ性微生物のアルカリ適応メカニズム
（伊藤 政博）
1．はじめに
2．高アルカリ性環境における好アルカリ性微生物の細胞内pHホメオスタシスの維持
3．Na+/H+アンチポーターは，好アルカリ性微生物の細胞内pHホメオスタシスに重要な役割を果たしている
4．好アルカリ性微生物のカチオン/プロトンアンチポーターの冗長性と，
アルカリ性におけるMrp型アンチポーターの重要性
5．細胞質のpHホメオスタシスとそれらの組み込み冗長性のための追加の酵素的，構造的，代謝的戦略
6．高アルカリ性環境での酸化的リン酸化の戦略
7．結 論
第3節 藍染め発酵液の菌体外インディゴ還元反応と微生物叢相関
（? 志豪）
1．はじめに
2．藍発酵液の調整方法
3．発酵液の環境因子と微生物叢との関係
4．インディゴ還元のメカニズム
5．菌体外電子移動とインディゴ還元微生物
6．まとめと今後の展望
第4節 好塩性微生物の多様性と系統分類
（峯岸 宏明）
1．好塩性微生物の分類
2．ハロアーキアの特徴
3．ハロアーキアの分類
第5章 その他極限環境適応
第1節 極限環境微生物の放射線耐性メカニズム
（鳴海 一成）
1．放射線抵抗性細菌
2．放射線抵抗性アーキア
第2節 大気圏上空および宇宙環境における極限環境微生物の耐性
（山岸 明彦）
1．はじめに
2．大気圏上空での微生物採集実験
3．地球低軌道での微生物実験
第3節 有機溶媒耐性微生物の有機溶媒耐性メカニズム
（道久 則之）
1．有機溶媒耐性微生物と分離源
2．有機溶媒の毒性の指標
3．有機溶媒の生育阻害効果
4．有機溶媒の膜への蓄積
5．有機溶媒の微生物細胞への影響と適応・耐性機構
6．薬剤排出ポンプ
7．微生物の有機溶媒耐性を向上させる方法
8．大腸菌の有機溶媒耐性
9．バイオ燃料生産とTolerance Engineering
10．有機溶媒?培養液の二相反応系への応用
第4節 好圧性微生物の高水圧環境適応メカニズム
（加藤 千明）
1．はじめに
2．世界最深海域・マリアナ海溝からの微生物の分離
3．生物の高圧力適応戦略
4．遺伝子発現の加圧応答
5．酵素タンパク質における高圧適応戦略
6．おわりに―圧力生理学の提唱
第5節 極限環境で復活する鞭毛運動
（西山 雅祥，八木 俊樹）
1．はじめに
2．極限環境の実時間イメージング
3．高圧力下で活性化する生命
4．極限環境微生物研究への展開
第2編 極限環境微生物の探索と解析
第1章 新規極限環境微生物の探索
第1節 海底下環境における微生物生命圏とその生態
（諸野 祐樹）
1．はじめに
2．海底下の微生物生命圏
3．海底下のエネルギー事情
4．海底下の微生物は生きた細胞なのか？
5．海底下における微生物の分布とその構成
6．海底下の微生物を研究するということ
第2節 ユニークな性質を有する極限微生物の探索
（阪口 利文）
1．はじめに
2．三陸沖，日本海溝から分離されたセレン・テルル（カルコゲン元素）の単体回収が可能な微生物の探索
3.東シナ海の魚類腸内から分離されたセレン酸還元による?-?，?-?属化合物半導体微粒子合成の可能性
4．おわりに
第3節 北極圏・メタンハイドレートサイトの調査?微生物動態とバイオリソース利用
（小西 正朗）
1．はじめに
2．メタンハイドレートとは
3．表層型メタンハイドレートサイトの探索方法
4．メタンハイドレートサイトの微生物
5．北極圏へのアプローチ
6．北極のバイオリソースの可能性
7．おわりに
第4節 地下深部の微生物生態分析
（鈴木 庸平）
1．はじめに
2．微生物生態分析法
3．海洋地殻の深部微生物生態系
4．大陸地殻の深部微生物生態系
5．深部微生物生態系研究の今後の展望
第5節 環境サンプルからの極限微生物の分離と応用?一般論からその実際まで
（佐藤 悠，本田 孝祐，宮崎 健太郎）
1．はじめに
2．高度好塩菌の分離とその多様性
3．有機溶媒耐性菌の分離と応用
4．高度好熱菌の分離と地理的多様性
5．おわりに
第6節 難培養共生性好熱菌および好冷菌の探索と培養
（黒沢 則夫，酒井 博之）
1．はじめに
2．難培養性微生物の探索と培養の基本的ストラテジー
3．DPANNアーキアに属する好熱性ミクルアーキア（Micrarchaea）および
ナノアーキア（Nanoarchaea）の探索と培養
4．CPRバクテリアに属する好冷性パルクバクテリア（“Candidatus Parcubacteria”）の探索と集積培養
第7節 南極生息菌類の探索と極限環境耐性メカニズム
（辻 雅晴）
1．はじめに
2．南極大陸の発見と南極域における菌類調査の歴史
3．南極生息菌類の培養と昭和基地周辺における菌類探索
4．南極生息菌類の極限環境耐性メカニズム
第2章 極限環境微生物の解析
第1節 酵母のメカノセンシングと高水圧ストレス応答
（阿部 文快）
1．はじめに
2．酵母のメカノセンシング機構
3．高水圧ストレスに対する酵母の転写応答
4．高水圧下での増殖に不可欠な遺伝子群
5．高水圧による栄養源センサーTORC1の活性化
6．高水圧による活性酸素種の生成とその防御機構
7．おわりに
第2節 極限環境から分離された好熱性水素細菌の代謝解析
（亀谷 将史，新井 博之，石井 正治）
1．はじめに
2．H. thermophiles TK-6の単離同定
3．菌体構成成分
4．系統分類および類縁菌の性質
5．ゲノム
6．代謝酵素
7．水素細菌の応用可能性
8．おわりに
第3編 社会実装研究
第1章 ゲノムマイニング法を用いた天然化合物の探索
（上岡 麗子）
1．はじめに
2．海洋生物由来の天然化合物
3．アクチンを標的とした低分子化合物
4．ゲノムマイニング法の活用
第2章 極限環境酵素/タンパク質の機能解析
第1節 超好熱性アーキアのレプリソーム構成タンパク質群の解析
（石野 良純）
1．はじめに
2．ゲノムの複製起点とイニシエータータンパク質
3．ヘリカーゼローディング機構
4．複製ヘリカーゼ複合体構成タンパク質
5．レプリソームコアとしてのCMG複合体形成
6．CMG関連因子の遺伝学的相互作用
7．プライマーゼの構造と機能
8．プライマーゼの多様性
9．DNA ポリメラーゼ
10．ヘリカーゼ・レプリカーぜ・プライマーゼ複合体
11．おわりに
第2節 好熱菌の補酵素NAD(P)生合成：その機能と特徴
（櫻庭 春彦，大島 敏久）
1．はじめに
2．好熱菌のアスパラギン酸からのNAD(P)のデノボ生合成
3．好熱菌のNAD(P)のサルベージ経路
4．おわりに
第3節 高度好塩性アーキアのカロテノイド生合成経路
（八波 利恵）
1．高度好塩性アーキアが生産するカロテノイド
2．BR生合成経路
3．バクテリオルベリンの生理的役割
4．おわりに
第4節 深海由来微生物のセルロース分解酵素の機能解析
（立岡 美夏子，津留 美紀子，出口 茂）
1．はじめに
2．セルロースの難分解性
3．従来の微生物セルラーゼ研究とセルラーゼ探索の課題
4．セルロース分解活性の超高感度検出手法の開発
5．セルロース分解に特化した深海細菌の発見
6．深海細菌が持つセルラーゼの新規性
7．深海細菌のユニークなセルロース分解戦略
8．今後の展望
第5節 超好熱性アーキアのファミリーB型DNAポリメラーゼのDNA損傷ストレス応答
（東端 啓貴）
1．はじめに
2．DNAの損傷と修復機構
3．DNAポリメラーゼ
4．PolB遺伝子破壊株のDNA損傷ストレスに対する感受性について
5．おわりに
第6節 糖鎖結合型アーキアS層タンパク質の特徴解析
（郷田 秀一郎）
1．はじめに
2．超好熱アーキアP. horiksohii由来S層タンパク質の諸性質の解明
3．おわりに
第7節 超好熱性アーキアにおけるアミノ酸/ピルビン酸酸化代謝の解析
（福居 俊昭）
1．緒 言
2．T. kodakarensisにおけるピルビン酸/アミノ酸分解代謝の解析
3．2-オキソ酸：Fd酸化還元酵素群の機能解析
4．結 言
第3章 極限環境酵素の作用機構
第1節 海洋低温菌由来好圧性プロテアーゼの高圧・低温への環境適応
（石田 真巳，岡井 公彦）
1．はじめに
2．高圧適応酵素
3．海洋低温菌Vibrio sp. Pr21由来PR プロテアーゼ
4．野生型とQ301P変異体PR プロテアーゼ
5．おわりに
第2節 絶対好圧菌由来イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素の耐圧性獲得メカニズム
（永江 峰幸）
1．はじめに
2．タンパク質の高圧結晶構造解析
3．IPMDHの高圧構造
4．おわりに
第3節 アーキアの新規ミスマッチ修復酵素の特性
（石野 園子）
1．はじめに
2．ミスマッチ修復（MMR）
3．EndoMS（NucS）の発見と機能解析
4．EndoMSの構造
5．MMRに関与する遺伝子の分布と進化
6．遺伝学的解析によるMMRの特徴
7．おわりに
第4節 高度好熱菌由来tRNA硫黄転移酵素の作用メカニズム
（鴫 直樹）
1．はじめに
2．硫黄修飾塩基2-チオウリジン（s2U）とその機能
3．硫黄修飾塩基の生合成系の全体像
4．好熱菌に耐熱性を与える硫黄修飾塩基の生合成機構
5．新規タンパク質翻訳後修飾の発見
6．遺伝暗号の正確な変換に必要な硫黄修飾塩基の生合成機構
7．病気とのかかわり
8．酸素耐性酵素の創生
9．おわりに
第4章 材料開発と社会実装
第1節 極限環境ウイルス由来タンパク質を用いたナノ粒子材料の開発
（里村 武範）
1．はじめに
2．超好熱菌に感染するウイルスの応用利用への可能性
3．APBV1主要カプシドタンパク質VP1の組換えタンパク質発現と発現タンパク質の自己組織化ナノ粒子の調製
4．耐久性タンパク質ナノ粒子へ新規機能性を付与したナノ粒子の開発とその応用
5．おわりに
第2節 超好熱菌由来タンパク質の実用化
（古賀 雄一，来住 秀憲，尾田 友香，謝花 喜史）
1．好熱菌由来タンパク質からのバインディングスキャッフォルド（binding scaffold）の創製
2．超好熱菌由来耐熱性プロテアーゼの実用化
3．結 言
第3節 海洋由来細菌のリグニン関連分子分解酵素の応用展開
（熊川 恵理，大田 ゆかり）
1．はじめに
2．リグニン主要結合を切断する細菌の活用に向けて
3．耐アルカリ性・耐熱性のエーテラーゼの発見と解析
4．非分泌性のフェルラ酸エステラーゼの発見と解析
5．おわりに
第4節 リグニンの有効利用に向けての好熱菌の可能性
（Joydeep Chakraborty，野尻 秀昭）
1．リグニンの資源としてのポテンシャル
2．リグニンの微生物分解
3．好熱菌によるリグニン分解
4．リグノ芳香族化合物分解菌Thermus oshimai JL-2
5．結びに
第5節 極限環境微生物を用いた醤油諸味粕の分解と再利用
（高品 知典）
1．はじめに
2．醤油諸味粕を分解する好塩菌・耐塩菌の探索
3．醤油諸味粕糖化液からエタノール発酵する好塩菌・耐塩菌の探索
4．おわりに
第6節 超好熱菌を用いたキチンからの高効率水素生産系の構築
（金井 保）
1．はじめに
2．T. kodakarensis KOD1株におけるキチンの分解と資化
3．遺伝子組換えを用いたT. kodakarensisのキチン高分解・資化性株の作出
4．適応進化法を用いたT. kodakarensisのキチン高分解・資化性株の作出
5．ディスカッション
