榊マリコ（沢口靖子）は、京都府警科学捜査研究所、通称“科捜研”の法医研究員。現在は京都市内の町家に科捜研所長の父親・榊伊知郎（小野武彦）とともに暮らしている。
ある日、工事現場で男の刺殺体が発見され、マリコは京都府警捜査課の土門刑事（内藤剛志）とともに現場に急行する。殺されたのは所持品から私立探偵の猿渡（金井良信）と判明する。猿渡は、背中を鋭利な刃物で刺されていた。
猿渡の遺体は洛北医大に運ばれ、解剖医の風丘早月（若村麻由美）によって解剖に付された。そしてその結果、猿渡は前夜の7時から9時の間に殺されたこと、傷は背中の一ヶ所だけで、その手馴れた様子から殺人経験者らしいことが判明する。
その日、マリコは土門から2年前にも同じような手口の連続殺人があったことを教えられる。神戸と大阪で若い女性三人が殺され、まだ犯人は捕まっていないというのだ。また、この事件を担当していたのが当時大阪府警にいた猿渡だったという。どうやら猿渡は刑事を辞めたあとも犯人を追っていたらしい。
そんな中、猿渡の遺留品から犯人のものと思われる一本の毛髪が見つかる。鑑定したところ、その毛髪には何かの胞子が付着していることが判明、翌日、その毛髪は『京都菌学研究所』に持ち込まれた。
菌学研究員の月館純（京野ことみ）によると、その胞子はシイタケのものだという。だが、どこで付着したかたどることは難しいと純は言う。マリコはこの研究所で、アメリカ帰りの研究員・吾孫子（篠井英介）と顔を合わせる。
数日後、大手出版社の京都支店長と神戸支店長が連続して刺殺されるという事件が発生する。2人の支店長は猿渡と同様の手口で殺されており、同一犯によるものと推察されたが、社長の玉木良一（坂上忍）は、「社員が命を狙われるような覚えはない」と証言する…。
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