一、菌名

　　菌株拉丁文名称：Pyrococcus furiosus。 Pyrococcus在拉丁文中的意思是火球（fireball），可以看出它的意思就是菌相是圆形且生长温度极高，furiosus的意思则是「rushing」、快速的，指出这种菌复制的时间相当快。 Pyrococcus furiosus是由G. Fiala 和K.O. Stetter两位科学家在1986年分离出来。

二、分类地位

　　属于古菌界

　　　　门：Euryarcheota

　　　　纲：thermococci

　　　　目：thermococcales

　　　　科：thermococcaceae

　　　　属：Pyrococcus

　　Thermococcaceae中有两个重要的属，一个是Thermococcus，另一个则为Pyrococcus，两者最大的差别在于，Thermococcus是嗜高温菌（thermophiles），而Pyrococcus则是嗜超高温菌（hyperthermophiles）；另外，Thermococcus的最适生长温度为85-90℃，Pyrococcus则是将近100℃；DNA中G+C的莫耳百分比Thermococcus是56%，Pyrococcus则是38%；S0 effect也不尽相同，对Thermococcus来说，硫元素有的是生长必需有的是可促进其生长，但对Pyrococcus则一律是促进其生长。何谓S0 effect呢？因为Pyrococcus发酵后主要产物中有H2，当过多的H2累积时，会抑制微生物的生长，但当环境中有硫元素的存在时，硫会和这些H2作用产生H2S，当H2的浓度下降，微生物就可继续生长。换句话说，S0可以刺激Pyrococcus的生长。培养基中有含硫的生长菌数是和没含硫的培养基中的生长菌数的五倍，由此可见差别之大。

　　还有，这类hyperthermophiles具有古菌界中最大且蛋白质含量最丰富的核糖体，这也是为什么科学家们会说Pyrococcus是古菌界中较晚演化出来且亲缘关系跟真核生物最接近的原因（表一）。

三、自然栖息地

　　 生活在滚烫的水中、含有硫磺质火山附近的海底沙洲、或是海地下的火山口。因为S0 effect的结果，所以通常会生长在有硫元素的地方。

四、大小和型态：　　

　　是不规则的球菌，通常单一或成对出现(图一)，大小大概在0.8~2.5μm之间，鞭毛的排列为单极多鞭毛（图二）。

五、适合生长环境

　　生长温度范围从70℃~103℃，但最适生长温度在100℃；生长的pH值范围在5~9，最适生长pH值则是较中性；最适生长盐度大约2﹪，最高可在5﹪，最低则为0.5﹪，因此可适应海水盐度的大幅度变化。

六、 基本特性

　　为革兰氏阴性菌，是以硫当作电子接受者而非氧，因此是个绝对厌氧菌。因为此菌是以有机物当作碳源和能量的来源，属于化学异营，因为是古菌界，为生物中较原始的一群，因此只具有单层膜且没有复杂的胞器。

七、培养特性

　　因为这种菌为厌氧菌，所以是藉由发酵来产生能量，主要产物是有机酸、H2及CO2，可利用的碳源是一些碳水化合物和肽类，不会利用ammonia或free amino acids作为氮源，高农度H2可抑制其生长，故通常加入硫元素，因此科学家利用SME培养基加入酵母粹取物和peptone培养Pyrococcus furiosus。一般来说养菌不会添加钨元素，但Pyrococcus furiosus有特殊酵素--tungstenoenzyme可在有钨的情况下生长较好，这是和代谢路径有关。

　　生长中所需的受质：淀粉或麦芽糖，钨元素，蛋白质或生肽类。

八、菌种培养及纯化

　　 首先，我们把采集到的检体或样本放入添加有酵母萃取液和peptone的SME medium中培养，经过一天100℃培养下会看到培养基中出现类似球菌状的微生物，此时经由重复的连续稀释可得浓度较低的菌。再透过划线培养的方式将菌划在SME固体培养基上，经过一个星期70℃厌氧条件下培养可看到圆滑、白色大小约0.5mm的菌落。

　　关于SME培养基请见表二。

九、菌种保存

　　将菌以厌氧条件培养在4℃下可保存一年以上。或是利用超低温保存法（Ultra-freezing）也可保存三年以上。

十、生化特性

　　厌氧，且具有hydrogenase，H2S为正反应，且发酵过程中会产酸，因为属于hyperthermophilic，因此85℃可生长，且可耐盐度。 （表三）

十一、重要性

　　第一、此种菌具有维持染色体在高温甚至是103℃稳定度的能力，上限是130℃，因为它体内具有特殊的蛋白质，此种蛋白质和一般蛋白质非常不同的是其他蛋白质在60-70℃左右就会变性，但是此种蛋白质反而是在100多度比较稳定，这种蛋白质可以和菌的DNA或RNA结合，修饰DNA或RNA使其可在高温还保持稳定不裂解。

　　第二、高剂量UV对一般生物而言是致病性且致突变潜力的，可能会对DNA造成伤害，但Pyrococcus这属菌对UV有抗性，因为可增强NAD(P)H guinine oxidoreductase的活性，其为一种强大的抗氧化酵素，因此可保护细胞不受氧化的压迫和毒性。

　　第三、不仅对UV有抗性，也具有快速且系统性的DNA修补机制，研究显示最快速率是傍晚DNA受损，晚上就修补完成。其修补的机制有两种，一种是透过light-activated enzyme system，修复DNA上突起的dimer，直接将分离变回正常的两个碱基对；另一种机制则是nucleotide excision repair，可以把DNA上突起的dimer用酵素切除，再进行修补。

十二、致病性或应用

　　第一、这种菌是耐高温菌，因此酵素也可耐高温，所以其重大的应用就是将其酵素拿来做PCR中的DNA polymerase，由于PCR反应过程中最高温可到94℃等，若是一般的酵素早就变性，所以可利用此种耐高温酵素作为PCR反应中的DNA polymerase，和此菌有关的且上的酵素为Pfu，为有效率的polymerase。

　　第二、因为此种菌具有强大的抗氧化酵素，所以在生物科技产业和人体健康方面有一定的潜力，未来朝这方向研究对人体有益或保健的药品或食品。

　　第三、随着年纪增长、皮肤曝晒的关系导致皮肤老化等等，未来也可朝这方面研发相关的皮肤保养品或防晒乳液等等。

　　目前没有发现有致病性，因为其生长所需要的条件太过严苛，且一般动物体内不容易达到如此高温，故尚未发现致病的案例。

十三、Pyrococcus  furiosus的成就

　　第一、它是古菌界中复制速度最快的，在最适生长条件下只需要37分钟就可以使菌数达两倍之多。

　　第二、因为这种菌可以在实验室经由SME medium培养、纯化及保存，因此Pyrococcus furiosus成为所有生活在极端环境下的微生物中，被研究最透彻的一种。