ميكروبيولوژي، رشته ميكروبيولوژي

ميكروبيولوژي (از يوناني μῑκρος، mīkros، "small"؛ βίος، bios، "life"؛ و -λογία، -logia) مطالعه ميكروارگانيسم هاست ، آنهايي كه تك سلولي (تك سلولي) ، چند سلولي (كلني سلول) يا سلولي هستند ( فاقد سلول). [1] [2] ميكروب شناسي شامل زيرشاخه هاي متعددي از جمله ويروس شناسي ، باكتري شناسي ، پروتستانولوژي ، قارچ شناسي ، ايمني شناسي و انگلي است.

ميكروارگانيسم هاي يوكاريوتي داراي اندامك هاي متصل به غشا هستند و شامل قارچ ها و پروتيست ها هستند ، در حالي كه ارگانيسم هاي پروكاريوتي - همه آنها ميكروارگانيسم هستند - به طور معمول به عنوان فاقد اندامك هاي متصل به غشا طبقه بندي مي شوند و شامل باكتري ها و آركي ها مي شوند. [3] [4] ميكروب شناسان به طور سنتي به فرهنگ ، رنگ آميزي و ميكروسكوپ اعتماد مي كردند. با اين حال ، كمتر از 1٪ از ميكروارگانيسم هاي موجود در محيط هاي مشترك را مي توان به طور جداگانه با استفاده از وسايل فعلي كشت داد. [5] ميكروب شناسان اغلب به ابزارهاي زيست شناسي مولكولي مانند شناسايي مبتني بر توالي DNA متكي هستند ، به عنوان مثال توالي ژن 16S rRNA كه براي شناسايي باكتري ها استفاده مي شود. ويروس ها به طور متغيري به عنوان موجودات ارگانيسم طبقه بندي شده اند [6] ، زيرا آنها را به عنوان ميكروارگانيسم هاي بسيار ساده يا مولكول هاي بسيار پيچيده در نظر گرفته اند. پريون ها ، كه هرگز به عنوان ميكروارگانيسم در نظر گرفته نمي شوند ، توسط ويروس شناسان مورد بررسي قرار گرفته اند ، زيرا اثرات باليني رديابي شده در آنها به دليل عفونت هاي ويروسي مزمن در ابتدا فرض مي شد و ويروس شناسان با كشف "پروتئين هاي عفوني" به جستجو پرداختند. وجود ميكروارگانيسم ها قرن ها قبل از اولين مشاهده آنها پيش بيني شده بود ، به عنوان مثال توسط جين ها در هند و ماركوس ترنتيوس وارو در روم باستان. اولين مشاهدات ثبت شده ميكروسكوپ مربوط به اجزاي بارور كپك ها توسط رابرت هوك در سال 1666 بود ، اما كشيش يسوعي Athanasius ******cher اولين كسي بود كه ميكروب ها را مشاهده كرد ، كه وي از مشاهده آنها در شير و مواد پودر در سال 1658 نام برد. آنتوني ون ليوانوئك در نظر گرفته شده است پدر ميكروبيولوژي همانطور كه در دهه 1670 ارگانيسم هاي ميكروسكوپي را مشاهده و آزمايش مي كرد ، با استفاده از ميكروسكوپ هاي ساده طراحي خودش. ميكروبيولوژي علمي در قرن نوزدهم از طريق كار لويي پاستور و در ميكروب شناسي پزشكي رابرت كوچ ايجاد شد.

وجود ميكروارگانيسم ها قرن ها قبل از كشف واقعي فرضيه بود. وجود زندگي ميكروبيولوژيكي غيبي توسط Jainism فرض شده است كه براساس آموزه هاي ماهاويرا از اوايل قرن 6 قبل از ميلاد است. [7] پاول دونداس خاطرنشان مي كند كه ماهاويرا وجود موجودات ميكروبيولوژيكي غيبي را كه در زمين ، آب ، هوا و آتش زندگي مي كنند ادعا كرده است. [8] كتاب مقدس جين ، نيگوداها را توصيف مي كند كه موجودات زير ميكروسكوپي هستند و در خوشه هاي بزرگ زندگي مي كنند و عمر بسيار كوتاهي دارند و گفته مي شود در همه قسمت هاي جهان وجود دارد ، حتي در بافت گياهان و گوشت حيوانات. [9] ماركوس ترنتيوس وارو رومي هنگام هشدار در مورد مكان قرار دادن يك خانه در نزديكي باتلاق ها ، به ميكروب ها اشاره مي كرد "زيرا موجودات ريزي خاصي وجود دارد كه توسط چشم ديده نمي شوند ، در هوا شناور هستند و از طريق دهان وارد بدن مي شوند. بيني و در نتيجه باعث بيماري هاي جدي مي شود. "[10] در عصر طلايي تمدن اسلامي ، دانشمندان ايراني وجود ميكروارگانيسم ها را فرض كردند ، از جمله Avicenna در كتاب Canon of Medicine ، ابن ظهر (همچنين به نام Avenzoar) كه كنه هاي گال را كشف كرد و الرضي كه اولين توصيف شناخته شده را ارائه داد آبله در كتاب زندگي مجازي (الحاوي). [11] در سال 1546 ، ژيرولامو فراكاستورو اظهار داشت كه بيماريهاي اپيدمي توسط اشخاص قابل انتقال بذر ايجاد مي شود كه مي توانند با تماس مستقيم يا غيرمستقيم يا انتقال وسيله نقليه ، عفونت را منتقل كنند. [12]

در سال 1676 ، آنتوني ون ليوانهوك ، كه بيشتر زندگي خود را در دلفت ، هلند مي گذراند ، با استفاده از ميكروسكوپ تك لنز طرح خودش ، باكتري ها و ساير ميكروارگانيسم ها را مشاهده كرد. [19] [2] وي به عنوان پيشگام استفاده از ميكروسكوپ هاي تك لنز با طراحي شخصي خود ، پدر ميكروب شناسي محسوب مي شود. [19] در حالي كه از ون ليوانوك اغلب به عنوان اولين مشاهده كننده ميكروب ها ياد مي شود ، رابرت هوك اولين مشاهدات ميكروسكوپي ثبت شده خود را از اجزاي بارور كپك ها در سال 1665 انجام داد. [20] با اين حال گفته شده است كه كشيش يسوعي بنام آتاناسيوس كيرچر اولين كسي است كه ميكروارگانيسم ها را مشاهده كرده است. [21] كيرچر از اولين كساني بود كه براي اهداف فرافكني فانوس هاي جادويي طراحي كرد ، بنابراين بايد كاملاً با خصوصيات لنزها آشنايي داشته باشد. [21] او در سال 1646 "درباره ساختار شگفت انگيز اشيا in در طبيعت ، تحقيق شده توسط ميكروسكوپ" نوشت: "چه كسي معتقد است كه سركه و شير به تعداد بيشماري كرم زياد است." وي همچنين خاطرنشان كرد كه مواد فرسوده مملو از تعداد بيشماري حيوان خزنده است. وي Scrutinium Pestis (معاينه طاعون) خود را در سال 1658 منتشر كرد و به درستي اظهار داشت كه اين بيماري توسط ميكروب ها ايجاد شده است ، هرچند آنچه او ديد به احتمال زياد گلبول هاي قرمز يا سفيد بود نه خود عامل آفت. [21]

رشته باكتري شناسي (بعداً زيرشاخه رشته ميكروبيولوژي) در قرن نوزدهم توسط فرديناند كوهن ، گياه شناس ، تأسيس شد كه مطالعات وي بر روي جلبك ها و باكتري هاي فتوسنتز باعث شد تا وي چندين باكتري از جمله باسيلوس و بگجياتو را توصيف كند. كوهن همچنين اولين كسي بود كه طرحي را براي طبقه بندي طبقه بندي باكتريها و كشف آندوسپورها تهيه كرد. [22] لوئيس پاستور و رابرت كوچ همرزمان كوه بودند و غالباً به ترتيب پدران ميكروبيولوژي مدرن [21] و ميكروب شناسي پزشكي در نظر گرفته مي شوند. [23] پاستور مشهورترين مجموعه او با آزمايشاتي است كه براي نفي نظريه توليد نسل خود به خودي در آن زمان انجام مي شود و در نتيجه هويت ميكروبيولوژي را به عنوان يك علم بيولوژيكي تقويت مي كند. [24] يكي از دانشجويان وي ، Adrien Certes ، بنيانگذار ميكروبيولوژي دريايي محسوب مي شود. [25] پاستور همچنين روش هايي براي نگهداري مواد غذايي (پاستوريزاسيون) و واكسن ها عليه چندين بيماري مانند سياه زخم ، وبا پرندگان و هاري طراحي كرد. [2] كوچ بيشتر به خاطر مشاركت در نظريه ميكروب بيماري شناخته شده است ، ثابت مي كند كه بيماري هاي خاص توسط ميكروارگانيسم هاي بيماريزا خاص ايجاد شده اند. او يك سري معيارها را ايجاد كرد كه به عنوان فرضيه هاي كوچ شناخته شده اند. كخ يكي از اولين دانشمنداني بود كه بر روي جداسازي باكتريها در كشت خالص تمركز كرد و در نتيجه او چندين باكتري جديد از جمله مايكوباكتريوم توبركلوزيس ، عامل ايجاد كننده سل را توصيف كرد. [2] در حالي كه پاستور و كوچ اغلب بنيانگذاران ميكروبيولوژي محسوب مي شوند ، اما كار آنها تنوع واقعي دنياي ميكروب ها را به دليل تمركز انحصاري آنها بر ميكروارگانيسم ها كه داراي ارتباط پزشكي مستقيم هستند ، به درستي منعكس نمي كند. فقط در اواخر قرن نوزدهم و كار مارتينوس بيگرينك و سرگئي وينوگرادسكي بود كه وسعت واقعي ميكروبيولوژي آشكار شد. [2] بيجرينك دو سهم عمده در ميكروب شناسي داشت: كشف ويروس ها و توسعه تكنيك هاي فرهنگ غني سازي. [26] در حالي كه كار وي بر روي ويروس موزاييك تنباكو اصول اساسي ويروس شناسي را پايه گذاري كرد ، اين توسعه فرهنگ غني سازي بود كه با اجازه دادن به پرورش طيف وسيعي از ميكروب ها با فيزيولوژي هاي بسيار متفاوت ، فوري ترين تأثير را در ميكروب شناسي داشت. وينوگرادسكي اولين كسي بود كه مفهوم شيمي سنگي را توسعه داد و بدين وسيله نقش اساسي ميكروارگانيسم ها را در فرآيندهاي ژئوشيميايي آشكار كرد. [27] وي مسئول اولين جداسازي و توصيف هر دو باكتري نيتريك كننده و تثبيت كننده نيتروژن بود. [2] Felix d'Herelle ميكروبيولوژيست فرانسوي-كانادايي باكتريوفاژها را در سال 1917 كشف كرد و يكي از اولين ميكروبيولوژيستهاي كاربردي بود. [28] جوزف ليستر اولين نفري بود كه از ضد عفوني كننده فنل در زخم هاي باز بيماران استفاده كرد. [29]