미생물학

Microbiology
미생물이 줄지어 있는 한천판
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생물학
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생명과학
주요 컴포넌트
나뭇가지
조사.
적용들

미생물학은 단세포(단세포), 다세포(세포 콜로니), 세포(부족한 세포)[1][2]인 미생물에 대한 과학적 연구이다.미생물학은 바이러스학, 세균학, 원생생물학, 균학, 면역학, 기생충학을 포함한 많은 하위 분야를 포함한다.

진핵생물 미생물은 막 결합 유기체를 가지고 있고 곰팡이와 원생체를 포함하고 있는 반면, 원핵생물 생물은 일반적으로 막 결합 유기체가 결여된 것으로 분류되며 박테리아와 [3][4]고세균을 포함합니다.미생물학자들은 전통적으로 배양, 염색, 현미경에 의존했다.그러나, 공통 환경에 존재하는 미생물의 1% 미만이 현재의 [5]방법으로 격리 배양할 수 있다.미생물학자들은 종종 DNA 염기서열 기반 식별과 같은 분자생물학 도구에 의존합니다. 예를 들어 박테리아 식별에 사용되는 16S rRNA 유전자 염기서열입니다.

바이러스는 매우 단순한 미생물이나 매우 복잡한 분자로 여겨졌기 때문에 [6]유기체로 다양하게 분류되어 왔다.그러나 바이러스학자는 프리온에 대한 임상적 영향이 만성 바이러스 감염으로 추정되고 바이러스학자들이 찾아 "감염성 단백질"을 발견했기 때문에 미생물로 간주되지 않는 프리온을 연구해 왔다.

미생물의 존재는 인도의 자인족과 고대 로마의 마르쿠스 테렌티우스 바로에 의해 처음 관찰되기 수 세기 전에 예측되었다.최초의 현미경 관찰 기록은 1666년 로버트 후크가 곰팡이의 결실체를 관찰한 것이었지만, 1658년 그가 우유와 부패물질에서 관찰한 것을 언급했던 예수회 신부 아타나시우스 키르처가 미생물을 처음 봤을 가능성이 높다.안토니 반 리우웬훅은 1670년대에 자신이 디자인한 간단한 현미경을 사용하여 현미경 유기체를 관찰하고 실험했기 때문에 미생물학의 아버지로 여겨진다.과학 미생물학은 19세기에 루이스 파스퇴르와 의학 미생물학 로버트 코흐의 연구를 통해 발전했다.

역사

상세정보 : 원시미생물학자(1670년대 이전), 현미경의 역사, 세균의 현미경 발견
아비세나는 미생물의 존재를 가정했다.

미생물의 존재는 그들이 실제로 발견되기 전 수 세기 동안 가설로 세워졌습니다.보이지 않는 미생물 생물의 존재는 기원전 [7]6세기 초에 마하비라의 가르침에 기초한 자이나교에 의해 가정되었다.폴 던다스는 마하비라가 지구, 물, 공기, [8]불 속에 사는 보이지 않는 미생물 생물의 존재를 주장했다고 지적한다.자인 경전은 큰 군집에 살고 매우 짧은 수명을 가진 초미세 생물인 니고다를 묘사하고 있으며, 심지어 식물의 조직과 동물의 [9]살에까지 우주의 모든 부분에 퍼져 있다고 한다.로마의 마르쿠스 테렌티우스 바로는 늪지 근처에 보금자리를 찾지 말라고 경고하면서 미생물에 대해 언급했다. "왜냐하면 눈으로는 볼 수 없는 미세한 생물들이 공중에 떠서 입과 코를 통해 몸으로 들어가 심각한 [10]질병을 일으키기 때문이다."

페르시아 과학자들은 그의 책 의전 의전의 아비센나, 옴진드기를 발견한 이븐 주어, 그리고 그의 책 알-하위(Al-Hawi)[11]에서 천연두에 대해 가장 먼저 알려진 설명을 한 알-라지와 같은 미생물의 존재를 가설을 세웠다.

1546년 지롤라모 프라카스토로는 전염병이 직접적 또는 간접적 접촉이나 차량 [12]전염을 통해 감염을 전염시킬 수 있는 전염성 씨앗과 같은 실체에 의해 발생한다고 제안했다.

안토니 판 리우벤훅 (1632년 ~ 1723년)
Schematic drawings
헨리[13] 베이커의 반 리우웬훅 현미경
마르티누스 베이제린크는 종종 바이러스학의 창시자로 여겨진다.

1676년, 그의 삶의 대부분을 네덜란드 델프트에서 살았던 안토니 반 리우웬훅은 자신이 [14][2]디자인한 단일 렌즈 현미경을 사용하여 박테리아와 다른 미생물을 관찰했다.그는 자신이 [14]디자인한 단순한 단일 렌즈 현미경을 사용했기 때문에 미생물학의 아버지로 여겨진다.반 리우웬훅이 미생물을 최초로 관찰한 것으로 종종 언급되는 반면, 로버트 후크는 1665년에 [15]곰팡이의 결실체를 처음으로 현미경으로 관찰했습니다.그러나 아타나시우스 키르처라는 예수회 신부가 미생물을 [16]최초로 관찰했다는 주장이 제기되었다.

Kircher는 투영을 목적으로 마법등을 디자인한 최초의 사람 중 한 명이었기 때문에 [16]렌즈의 성질을 잘 알고 있었을 것이다.그는 1646년에 "현미경에 의해 조사된 자연 사물의 놀라운 구조에 대하여"를 썼는데, "누가 식초와 우유에 셀 수 없이 많은 벌레들이 있다고 믿겠는가?"라고 말했다.그는 또한 썩은 물질은 셀 수 없이 많은 포복성 동물 분자로 가득하다는 것을 지적했다.그는 1658년에 페스트균 검사(Examination of the Pastis)를 출판했는데, 그가 본 것은 페스트균 [16]그 자체보다는 적혈구 또는 백혈구였을 가능성이 높지만, 그 질병이 미생물에 의해 발생했다고 올바르게 진술했다.

세균학의 탄생

루이 파스퇴르와 다른 생물학자들에 의해 개발된 혁신적인 실험실 유리 그릇과 실험 방법들은 19세기 후반 세균학의 젊은 분야에 기여했다.

세균학 분야는 조류와 광합성 박테리아에 대한 연구를 통해 바실루스, 베기아토아를 포함한 여러 박테리아에 대해 설명하게 된 식물학자 페르디난드 콘에 의해 19세기에 설립되었습니다.콘은 또한 세균의 분류학적 분류를 위한 계획을 수립하고 [17]내포자를 발견한 최초의 사람이었다.루이스 파스퇴르와 로버트 코흐는 콘의 동시대인이며,[18] 각각 현대 미생물학과[16] 의학 미생물학의 아버지로 여겨진다.파스퇴르는 당시 널리 받아들여지고 있던 자연발생 이론을 반증하기 위해 고안된 일련의 실험으로 가장 유명하며, 따라서 미생물학의 생물학적 [19]과학으로서의 정체성을 확고히 한다.그의 제자 중 한 명인 Adrien Certes는 해양 미생물학의 [20]창시자로 여겨진다.파스퇴르는 또한 탄저병, 가금류 콜레라, [2]광견병과 같은 여러 질병들에 대한 음식 보존과 백신을 설계했다.코흐는 특정 질병이 특정 병원성 미생물에 의해 발생한다는 것을 증명하면서 질병의 세균 이론에 기여한 것으로 가장 잘 알려져 있다.그는 코흐의 가설로 알려진 일련의 기준을 개발했다.코흐는 결핵의 [2]원인물질인 결핵균을 포함한 몇 가지 새로운 박테리아에 대해 설명하면서 순수 배양에서 박테리아를 분리하는 것에 초점을 맞춘 최초의 과학자 중 한 명이었다.

파스퇴르와 코흐는 종종 미생물학의 창시자로 여겨지지만, 그들의 연구는 직접적인 의학적 관련성을 가진 미생물에만 초점을 맞추고 있기 때문에 미생물 세계의 진정한 다양성을 정확하게 반영하지 못했다.19세기 후반과 마르티누스 베이제린크와 세르게이 위노그라드스키의 연구가 되어서야 미생물학의 진정한 폭이 밝혀졌다.[2]베이제린크는 미생물학에 바이러스의 발견과 농축 배양 [21]기술의 개발이라는 두 가지 주요한 공헌을 했다.담배 모자이크 바이러스에 대한 그의 연구가 바이러스학의 기본 원리를 확립했지만, 그의 농축 배양 개발은 매우 다른 생리를 가진 광범위한 미생물을 배양할 수 있게 함으로써 미생물학에 가장 즉각적인 영향을 미쳤다.Winogradsky는 최초로 화학석영양 개념을 개발하여 지구화학적 [22]과정에서 미생물이 수행하는 중요한 역할을 밝혀냈다.그는 질화균과 질소 고정균의 [2]첫 번째 분리 및 설명을 담당했습니다.프랑스계 캐나다인 미생물학자 펠릭스 데렐은 1917년 박테리오파지를 공동 발견했으며 최초의 응용 미생물학자 [23]중 한 명이었다.

조셉 리스터는 [24]환자의 벌어진 상처에 페놀 소독제를 최초로 사용했다.

나뭇가지

대학 식품 미생물 연구실
주요 기사 : 미생물학 분과

미생물학 분야는 세균학, 균학, 원생동물학, 바이러스학, 생물학, 미생물 생태학처럼 응용과학으로 분류할 수도 있고 분류법에 따라 분류할 수도 있다.미생물학의 특정 부문은 서로 및 다른 분야와 상당한 중복이 있으며, 이러한 부문의 특정 측면은[25][26] 미생물학의 전통적인 범위를 넘어 확장될 수 있습니다. 미생물학의 순수 연구 부문은 세포 미생물학이라고 불립니다.

적용들

어떤 사람들은 다양한 인간 질병과 관련된 미생물들로 인해 미생물에 대한 두려움을 가지고 있는 반면, 많은 미생물들은 또한 산업 발효, 항생제 생산 그리고 복잡한 DNA를 전달하기 위한 분자 운반체 역할을 하는 것과 같은 많은 유익한 과정들에 책임이 있습니다.식물과 동물 같은 유기체과학자들은 또한 생물공학적으로 중요한 효소인 Taq 중합효소,[27] 다른 유전자 체계에 사용되는 리포터 유전자, 효모 2-하이브리드 [citation needed]체계와 같은 새로운 분자 생물학 기술을 생산하기 위해 미생물에 대한 그들의 지식을 이용했다.

박테리아는 아미노산의 산업 생산에 사용될 수 있다.Corynebacterium glutamicum은 주로 L-glutamate와 L-리신인 [28]아미노산을 연간 200만 톤 이상 생산하는 가장 중요한 박테리아 종 중 하나입니다.일부 박테리아는 항생제를 합성하는 능력을 가지고 있기 때문에, 그것들은 아미노글리코시드의 항생제를 [29]만들기 위해 스트렙토미세스와 같은 의학적 목적으로 사용된다.

양조용 효모로 발효조 사용

다당류, 폴리에스테르, 폴리아미드 등 다양한 생체고분자가 미생물에 의해 생산된다.미생물은 조직 공학 및 약물 전달과 같은 고부가가치 의료 응용에 적합한 특성을 가진 생체 고분자의 생명 공학 생산에 사용됩니다.예를 들어 크산탄, 알긴산, 셀룰로오스, 시아노필신, 폴리(감마-글루탐산), 레반, 히알루론산,[30] 유기산, 올리고당 다당류 및 폴리히드록시알칸산염의 생합성에 미생물을 이용한다.

미생물은 미생물의 생분해나 생활, 농업 및 산업 폐기물의 생물 정화, 토양, 퇴적물 및 해양 환경에서의 지표면 오염에 이롭다.독성 폐기물을 분해하는 각 미생물의 능력은 각 오염물질의 특성에 따라 달라집니다.현장에는 일반적으로 여러 종류의 오염물질이 있기 때문에 미생물 생분해에서 가장 효과적인 접근법은 세균과 균류의 혼합물과 균주를 사용하는 것입니다.각각은 1종 이상의 [31]오염물질의 생분해에만 특화되어 있습니다.

공생 미생물 군집은 인간과 동물의 숙주 건강에 소화를 돕고, 유익한 비타민과 아미노산을 생산하고, 병원성 미생물을 억제하는 등의 혜택을 준다.발효 식품, 프로바이오틱스(소화 시스템에 잠재적으로 이로운 박테리아) 또는 프리바이오틱스(프로바이오틱스 미생물의 [32][33]성장을 촉진하기 위해 소비되는 물질)를 섭취함으로써 일부 이점을 얻을 수 있다.마이크로바이옴이 인간과 동물의 건강에 영향을 미치는 방법뿐만 아니라 마이크로바이옴에 영향을 미치는 방법들은 활발한 [34]연구 영역이다.

미생물이 암 치료에 유용할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.다양한 비병원성 클로스트리디아의 변종이 고형 종양 내에 침투하여 복제할 수 있다.클로스트리디얼 벡터는 안전하게 투여될 수 있으며 치료용 단백질을 전달할 수 있는 잠재력은 다양한 임상 [35]전 모델에서 입증되었습니다.

몇몇 박테리아는 기본적인 메커니즘을 연구하는데 사용된다.운동성을[36] 연구하거나 다당류의 생산과 발달을 위해 사용되는 모델 박테리아는 Myxoccus xanthus이다.[37]

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프로페셔널 조직
일지

레퍼런스

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추가 정보

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외부 링크

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