内胞子が高温に耐える仕組み

細菌などの微生物は環境の変化を感知し、適応することで生き延びます。その中でも、内胞子（エンドスポア）形成は、極端なストレス下で遺伝情報を保護し、休眠状態で生存する戦略です。内胞子は高温や乾燥、放射線、薬剤に対して非常に強く、病原菌の感染拡大に関与することがあります。

構造

内胞子は中心核を取り巻く多層構造から成ります。核にはDNA、リボソーム、復活後に必要な酵素類が収められ、ジピコリック酸が大量に含まれています。核は内膜と芽胞壁で囲まれ、外側にはペプチドグリカンからなる皮質（コルテックス）があり、さらに22種類以上のタンパク質からなる外膜が覆っています。この独特の階層構造が内胞子の耐性の基礎となります。

熱耐性

内胞子は抗生物質や消毒剤だけでなく、熱、放射線、乾燥にも耐えます。熱耐性の鍵は核の脱水です。コルテックスが水分を除去し、ジピコリック酸が湿熱に対する保護効果を発揮します。また、小酸性可溶性タンパク質（SASP）がDNAと強く結合し、乾熱からDNAを守ります。もしDNAが損傷した場合でも、芽胞が発芽するときに修復酵素が働き、損傷を修復します。

破壊方法

内胞子は「熱に耐える」だけで「熱に耐えられない」わけではありません。沸騰（100℃）だけでは10分程度で増殖期細菌は死滅しますが、内胞子を死滅させるには20時間近く沸騰させる必要があります。そのため、沸騰は確実な滅菌法とは言えません。最も効果的なのはオートクレーブです。圧力下の蒸気（121℃、15psi）で15〜20分間加熱すれば、内胞子は確実に死滅します。乾熱（焼成、炎焼、焼却）でも滅菌は可能ですが、湿熱に比べてより高温・長時間が必要です。

疾病伝播

内胞子自体は無害ですが、適切な環境で芽胞が発芽すると病原性を持つ細菌になります。代表的な内胞子形成菌はBacillus属とClostridium属です。例として、Bacillus anthracis の胞子は吸入や摂取で炭疽症を引き起こし、2001年の米国炭疽テロで広く報道されました。Clostridium botulinum の胞子は腸内で発芽し、ボツリヌス毒素を産生してボツリヌス症を引き起こします。C. perfringens と C. tetani はそれぞれガス壊疽と破傷風の原因となり、外傷や手術後の創傷から体内に侵入します。