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미생물과의 인간 상호작용

Human interactions with microbes
포도는 주스를 추출하기 위해 포장되어 저장 항아리에 있는 포도주로 발효된다.고대 이집트 테베, 18대 왕조 나크트 무덤

미생물과의 인간 상호작용에는 미생물의 실용적 이용과 상징적 이용, 인간, 가축, 농작물 질병의 형태로 이루어지는 부정적 상호작용이 모두 포함된다.

미생물의 실용적인 사용은 고대 식품 가공의 발효와 함께 시작되었다; 빵, 맥주, 와인은 고대 이집트와 같이 문명의 새벽부터 효모에 의해 생산되었다.보다 최근에는 산업 화학자들이 효소를 포함한 다양한 유기 화학 물질과 호르몬과 같은 생물 활성 분자, 의약품으로 사용하기 위한 경쟁 억제제를 제조하는 방법을 발견하면서, 미생물들이 생물학 전쟁에서부터 발효에 의한 화학 물질의 생산에 이르기까지 활동에 이용되고 있다.발효는 또한 에탄올과 메탄과 같은 형태의 화석연료의 대체물을 생산하는데 사용된다; 연료는 조류에 의해서도 생산될 수 있다.혐기성 미생물은 하수 처리에서 중요하다.과학 연구에서 효모와 대장균 박테리아는 특히 유전학이나 관련 분야에서 모범생물의 역할을 한다.

상징적인 측면에서는, 양조에 관한 초기 시는 기원전 1800년부터 수메르어로 된 "힌카시로"이다.중세에는, 조반니 보카치오의 데카메론과 제프리 초서의 캔터베리 이야기: 치명적인 전염에 대한 사람들의 두려움과 그로 인한 도덕적 쇠퇴를 다루었다.소설가들은 메리 셸리의 1826년 '마지막 남자'와 잭 런던의 1912년 '주홍 흑사병'에서 유행성 전염병의 종말론적 가능성을 이용했다.힐라레 벨록은 1912년에 "미생물"에게 유머러스한 시를 썼다.1922년 노스페라투(Nosferatu)를 시작으로 극적 역병과 집단감염으로 많은 할리우드 영화의 줄거리가 형성되었다.1971년 안드로메다 스트레인은 지구상의 생명체를 위협하는 외계 미생물 이야기를 들려주었다.알렉산더 플레밍 이후 미생물학자들은 작은 예술작품을 만들기 위해 색이나 형광을 내는 박테리아 군집을 사용해 왔다.

박테리아와 바이러스 같은 미생물은 병원균으로서 중요하며, 인간, 농작물 식물, 그리고 가축에게 질병을 유발한다.

컨텍스트

중세 시기의 달력: 12월, 오븐에 빵을 넣는 제빵사를 보여주는 달력. c. 1490–1500
추가 정보:미생물

문화는 인간 사회에서 발견되고 사회 학습을 통해 전달되는 사회적 행동과 규범들로 구성된다.모든 인간 사회의 문화적 보편성은 예술, 음악, 춤, 의식, 종교와 같은 표현적 형태와 도구 사용, 요리, 쉼터, 옷과 같은 기술을 포함한다.물질문화의 개념은 기술, 건축, 예술과 같은 물리적 표현을 포괄하는 반면, 비물질적 문화는 사회조직, 신화, 철학, 문학, 과학의 원리를 포함한다.[1]이 기사는 인간 문화에서 미생물이 하는 역할을 설명한다.

미생물들은 초기 근대기까지는 알려져 있지 않았기 때문에 제빵과 양조에 대한 설명을 통해 초기 문헌에 간접적으로 나타난다.현미경의 발명과 함께 로버트 훅이 1665년 저서 마이크로그래피아(Micrographia)에서,[2] 그리고 안토니 판 리우웬후크(Antonie van Lewwenhoek)가 1670년대에 사용했던 것처럼,[3] 19세기 미생물학의 발달이 직접 관찰되어 살아있는 유기체로 확인되고, 과학적으로 사용하게 되었다.[4]같은 지식으로 미생물도 문학과 예술에 명시적으로 등장할 수 있었다.[5]

실용화

조스트 암만이 새긴 16세기 양조장

식량생산

주요 기사:식품 가공의 발효

양조, 와인 제조, 베이킹, 피클링, 양식 유제품인 요구르트, 치즈 등으로 미생물을 이용한 조절 발효는 재료를 변형해 바람직한 성질을 가진 식품을 만드는 데 사용된다.맥주와 와인, 일반 빵의 경우 효모균이, 혐기성 발효 야채, 유제품, 사워도프 빵이 주요 미생물이다.그 문화들은 다양한 맛과 향을 제공하고, 병원균을 억제하고, 소화와 입맛을 돋우고, 빵을 부풀게 하고, 조리 시간을 줄이고, 알코올, 유기산, 비타민, 아미노산, 이산화탄소를 포함한 유용한 제품을 만들어낸다.식품 미생물학의 도움으로 안전이 유지된다.[6][7][8]

수처리

주요 기사:하수처리

산화 하수 처리 과정은 유기 성분을 산화시키기 위해 미생물에 의존한다.혐기성 미생물은 침전 고형물을 감소시켜 메탄가스와 멸균 미네랄화 잔류물을 발생시킨다.음용수 처리에서 한 가지 방법인 느린 모래 필터는 다양한 미생물로 구성된 복잡한 젤라틴 층을 사용하여 용해된 물질과 미립자 물질을 모두 원수에서 제거한다.[9]

에너지

주요 기사:녹조 연료, 셀룰로스 에탄올, 에탄올 발효

미생물은 에탄올을 생산하기 위해 발효에 사용되고,[10] 메탄을 생산하기 위해 바이오가스 원자로에 사용된다.[11]과학자들은 액체 연료를 생산하기 위한 [12]조류와 다양한 형태의 농업과 도시 폐기물을 사용 가능한 연료로 전환하기 위한 박테리아의 사용을 연구하고 있다.[13]

화학물질, 효소

1957년부터 지금은 런던 과학 박물관에 있는 초기 페니실린 생물 거품기
주요 기사:산업효소

미생물은 종종 단백질 공학을 통해 화학 물질, 효소 및 기타 생체 활성 분자의 생산을 포함하여 많은 상업적, 산업적 목적에 사용된다.예를 들어 아세트산은 아세토박터아세티균에 의해 생성되는 반면 구연산은 아스페르길루스 니제르균균에 의해 생성된다.미생물은 더 넓은 범위의 생물 활성 분자와 효소를 준비하기 위해 사용된다.예를 들어 스트렙토코쿠스균이 생산하고 유전공학에 의해 변형된 스트렙토키나아제는 심장마비를 겪은 환자의 혈관에 있는 응고물을 제거하는 데 사용된다.사이클로스포린A는 장기이식에 있어 면역억제제인 반면 효모 모나스쿠스 자두에서 생산되는 스타틴은 혈중 콜레스테롤 저하제 역할을 해 콜레스테롤을 합성하는 효소를 경쟁적으로 억제한다.[14]

과학

미생물은 생명공학, 생화학, 유전학, 분자생물학에서 필수적인 도구다.효모 양조장의 효모(Saccharomyces serebisiae)와 핵분열 효모(Schizosaccharomyces pombe)는 과학에서 중요한 모델 유기체로, 대량으로 빠르게 성장할 수 있고 쉽게 조작될 수 있는 단순한 진핵생물이기 때문이다.[15]그것들은 특히 유전학, 유전학, 단백질학에서, 예를 들어 단백질 생산에서 가치가 있다.[16][17][18][19]원핵생물인 쉽게 배양되는 장내 세균인 대장균은 유사하게 모델 유기체로 널리 사용된다.[20]

1940년대 미국 메릴랜드주 캠프 데트릭의 생물학전 연구소에서 3급 캐비닛과 함께 작업한 과학자들

자궁내막증

추가 정보:인간미생물기타

미생물은 더 큰 유기체와 내생균 관계를 형성할 수 있다.예를 들어 인간의 소화기 계통 내에 사는 박테리아는 장 면역, 엽산, 바이오틴 등의 비타민 합성, 복합 소화가 불가능한 탄수화물의 발효 등을 통해 인간의 건강에 기여한다.[21]미래의 약물과 식품 화학 물질들은 내장에 있는 마이크로바이오타에서 실험되어야 할지도 모른다; 프로바이오틱스 보충제가 건강을 증진시킬 수 있다는 것은 이미 명백하다. 그리고 내장에 있는 미생물은 식이요법과 약에 의해 모두 영향을 받는다.[22]

전쟁

주요기사 : 생물전

병원성 미생물, 그리고 그들이 생산하는 독소는 가능한 전쟁요소로 개발되었다.[23]조잡한 형태의 생물학 전쟁은 옛날부터 행해져 왔다.[24]BC 6세기에 아시리아인들은 적을 정신착란하게 만든다고 하는 곰팡이로 적 우물을 독살했다.1346년 페스트로 죽은 황금 호드의 몽골 전사들의 시신이 포위된 크림 도시 카파의 성벽 위로 던져져 흑사병이 유럽으로 확산되는 데 도움을 주었을 가능성이 있다.[25][26][27][28]20세기 박테리아학의 발전은 전쟁 중 가능한 생물작용제의 정교함을 증가시켰다.탄저균과 글랜더 형태의 생물학적 파괴 행위는 제1차 세계대전 동안 독일 제국 정부를 대신하여 수행되었으며, 무관심한 결과를 낳았다.[29]제2차 세계 대전에서 영국은 튤라레미아, 탄저균, 브루셀라증, 보툴리즘 독소를 무기화했지만 결코 사용하지 않았다.[30]미국은 유사하게 생물학전 요원을 탐사했고,[31] 탄저균 포자, 브루셀라증, 그리고 군사용으로 보툴리즘 독소를 개발했다.[32]일본은 인간 포로에 대한 실험을 하는 등 생물학전 요원을 개발했고 전쟁이 끝나자 이를 사용하려던 참이었다.[33][34][35][36][37]

상징적 용법

추가 정보:소설 속의 질병과 소설 속의 기생충

현미경이 발명되기 전까지 미생물은 매우 작고, 미생물은 초기 근대 이전에 미술이나 문학에서 직접 등장하지 않는다(양조와 제빵에 관한 작품에서는 간접적으로 나타나지만), 1676년 안토니 판 리우웬후크가 물 속에서 미생물을 관찰했을 때; 그의 결과는 곧 로버트 후크에 의해 확인되었다.[38]결핵과 같은 몇 가지 주요 질병은 문학, 미술, 영화, 오페라, 음악에 나타난다.[39]

문학에서.

잭 런던의 1912년 스칼렛 페스트는 1949년 2월호에 재판되었다.

전염병에 관한 사후 종말론적 이야기의 문학적 가능성은 메리 셸리의 1826년 '라스트 맨'과 잭 런던의 '1912년 '스칼렛 페스트' 이후 소설과 영화에서 탐구되었다.페스트를 다룬 중세 저술로는 지오바니 보카치오의 데카메론의 <데카메론>과 제프리 초서의 <캔터베리 이야기>가 있다: 둘 다 사람들의 전염 공포와 그에 따른 도덕적 쇠퇴와 더불어 육체적 죽음도 다루고 있다.[40]

맥주의 제조는 "Hymn to Ninkasi"가 점토판 위에 새겨진 기원전 1800년 고대 수메리아 시대 이후 시로 기념되어 왔다.맥주의 수호신인 닌카시는 창조주 엔키와 '신성한 호수의 여왕' 니키의 딸로, " 반죽을 만지고 큰 삽으로 구덩이에 섞이며, [날짜] 꿀로 바피르, 땅 위에 놓은 맥아를 물 ...항아리에 담가라, ... 삶은 매시를 큰 갈대매트에 뿌리고, 시원함을 이겨낸다.양손은 커다란 달콤한 통에 꿀을 넣고 끓인다.[41]

와인은 초서의 <상인의 이야기>에 나오는 프랑스와 이탈리아 "ypocras", "claree" 그리고 "버니지"에 나오는 영국 문학에서 자주 등장하는 주제다.윌리엄 셰익스피어의 팔스태프는 스페인어 '세리스 자루'를 마셨는데, 토비 벨치 경이 '카나리아'를 선호하는 것과는 대조적이다.후세기에 와인에 대한 언급은 와인 재배 지역이 더 많아졌다는 것을 의미한다.[42]

마이크로베는 힐라레 벨록의 유머러스한 1912년 시로, "마이크로베는 너무 작아서/ 그를 밖으로 나오게 할 수 없다./ 하지만 많은 낙관적인 사람들은 그를 현미경으로 보게 되기를 바란다.[43]미생물과 인간은 1969년 '영국 미생물학의 아버지상'[45][46] 존 포스트게이트가 미생물의 전 과목과 인간과의 관계에 대해 쓴 '클래식'[44]으로 존경받는 책이다.[47]

필름에

1922년 영화 '노세라투'의 포스터, 그 주인공은 검은 죽음을 퍼뜨린다.

미생물들은 극성이 높은 많은 영화들에서 등장한다.[48][49]헐리우드는 일찍이 1922년부터 드라큘라 같은 인물인 오르록 백작이 가는 곳마다 데리고 오는 흑사병에 오염되지 않은 땅에서 잠을 자는 노스페라투로 시작하여 치명적인 질병, 대량 감염, 급격한 정부 반응의 가능성을 재빨리 이용했다.또 다른 고전 영화인 잉그마르 베르그만의 1957년 제7의 옥새는 흑사병의 주제를 매우 다르게 다루고 있으며, 두건을 쓴 배우가 직접 묘사하고 있다.더 최근에는 마이클 크라이튼의 소설을 원작으로 한 1971년 '안드로메다 스트레인'이 지구를 오염시키는 외계 미생물을 묘사했다.[49]

음악으로

영국 사이키델릭 포크 밴드 The Incredible String Band의 1968년 앨범 The Hangman's Beautiful Daughter의 곡인 "A Very Cellular Song"은 프로토스탄인 아메바의 관점에서 부분적으로 전해진다.[50]

예술에서

주요 기사:미생물 예술

미생물 예술은 전형적으로 한판 위에 있는 박테리아를 배양하여 원하는 패턴을 형성함으로써 예술작품을 창조하는 것이다.이것들은 자외선 아래에서 다른 색깔로 형광 투과되도록 선택될 수 있다.[51]페니실린의 발견자인 알렉산더 플레밍은 다른 색깔로 자연적으로 색칠된 다른 종류의 박테리아를 이용하여 "거름 그림"을 만들었다.[52]

예술작품의 주인공의 예로는 예술가 루이즈 부르주아의 청동 조각 아메바가 있다.석고처럼 하얀색 패티나를 가지고 있으며, 그녀가 1940년대 초에 만든 임산부의 배를 그린 그림을 바탕으로 1963-5년에 디자인되었다.테이트 갤러리에 따르면, 이 작품은 "진화의 단계에서 움직이는 살아있는 생명체를 암시하는 대략적으로 모델링된 유기체 형태, 그것의 불룩함, 그리고 단일 개구부"라고 한다.[53]

음교호작용

병

주요기사 : 병원체

미생물은 인간과 가축의 많은 전염병에서 원인물질(병원균)이다.병원성 박테리아는 페스트, 결핵, 탄저균과 같은 질병을 일으킨다.원생대는 말라리아, 수면병, 이질, 독소포체증 등의 질병을 일으킨다.미세한 곰팡이는 요충, 칸디다스, 조직증 같은 질병을 일으킨다.병원성 바이러스는 인플루엔자, 황열병, 에이즈 같은 질병을 일으킨다.[54][55]

17세기 Semper 아우구스투스 튤립은 그 패턴이 바이러스 덕분이었다.

위생관행은 주위로부터 미생물, 특히 박테리아를 제거함으로써 감염이나 식품이 상하지 않도록 하기 위해 만들어졌다.[56]

농업과 원예분야에서

주요기사 : 식물병리학

세균,[57][58] 곰팡이, 바이러스를 포함한 미생물은 식물 병원균으로서 중요하며, 식물을 재배하는 질병을 유발한다.곰팡이는 옥수수 잎 녹, 밀줄기 녹, 가루 곰팡이 같은 심각한 농작물 질병을 일으킨다.박테리아는 잎자국과 왕관갈을 포함한 식물 질병을 유발한다.바이러스는 잎 모자이크 같은 식물병을 일으킨다.[59][60]oomycete Photophora infestans는 감자 불씨를 일으켜 1840년대 아일랜드 대기근의 원인이 된다.[61]

튤립파괴 바이러스는 네덜란드 황금기 튤립 마니아에 한몫했다.특히 유명한 셈퍼 아우구스투스 튤립은 그 두드러진 패턴이 모자이크 바이러스의 일종인 식물병에 감염되어 판매되는 튤립 구근 중에서 가장 비싼 것이 되었다.[62]

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