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微生物学は単に微生物の研究として定義されており、「マイクロ」は小さいことを意味し、「生物学」は生物の研究を指します。研究対象の微生物は多種多様であり、微生物学の分野は多くの研究分野に分類されます。微生物学の分野は、これらの微生物によって引き起こされる感染症のためだけでなく、「良い」微生物が私たちが地球に住むために必要であるため、人間にとって重要です。私たちの体の中や上の細菌が私たち自身の細胞よりも多いことを考えると、この研究分野は知識と研究の最も重要な分野の1つと考えることができます。
微生物の種類
微生物、または「微生物」は小さな生物です。これらの生物のほとんどは肉眼では見ることができず、顕微鏡と細菌理論の発明まで、私たちはそれらがどれほど豊富であるかを知りませんでした。
微生物は地球上のほぼどこにでも見られます。それらはイエローストーンの沸騰した水のプールと海の最も低い深さの火山噴出孔にあります。彼らは塩の平原に住むことができ、塩水で繁殖するものもあります（塩を防腐剤として使用するのに十分です）。
世界で最も「過酷な」微生物は、 デイノコッカスラジオトランス、その名のとおり驚異的な程度まで放射線に耐えることができる細菌ですが、水なしで、強酸にさらされても、また真空下に置かれても生存できます。
微生物学における微生物の分類
科学者たちが分類した方法は数多くあり、そうすることで、私たちの真ん中にある何百万もの微生物を理解しようとしました。
多細胞vs単細胞vs無細胞
微生物が分類される方法の1つは、それらが細胞を持っているかどうかと、持っている場合は、その数です。微生物は：
- マルチセルラー-複数のセルがあります。
- 単細胞-単一の細胞を持つ。
- 無細胞-ウイルスやプリオンなどの欠けている細胞。 （プリオンは通常、微生物ではなく「感染性タンパク質」と呼ばれます。）
真核生物vs原核生物
微生物が分類される別の方法は、細胞の種類に関係しています。これらには、真核生物と原核生物が含まれます。
- 真核生物は、真の核と膜結合オルガネラを持つ「複雑な細胞」を持つ微生物です。真核生物の例には、蠕虫（ワーム）、原生動物、藻類、菌類、および酵母が含まれます。
- 原核生物は、真の核を持たず、膜結合オルガネラを欠く「単純な細胞」を持つ微生物です。例にはバクテリアが含まれます。
微生物の主なクラス
さまざまな種類の微生物も次のように分類できます。
- 寄生虫： 寄生虫は、少なくとも肉眼で見ることができる場合、他の微生物よりも恐ろしいことがあります。寄生虫には、蠕虫（ワーム）、吸虫、原生動物などが含まれます。寄生虫感染症の例には、マラリア、ジアルジア、およびアフリカの睡眠病が含まれます。回虫症（回虫）は世界中で10億人に感染することが知られています。
- 真菌と酵母： 菌類はある意味で植物に似ている微生物です。酵母は真菌の一種です。例としては、水虫や他の種類の酵母菌感染症が挙げられ、これらはすべて真菌感染症のクラスに分類されます。このカテゴリには、キノコとカビも含まれます。バクテリアのように、私達はまた私達の体に住んでいて病気を引き起こさない多くの「良い菌類」を持っています。
- バクテリア： 人間の細胞よりも体内や体内に多くの細菌がいますが、これらの細菌の大部分は「健康な細菌」です。それらは私たちを悪いバクテリアや病的なバクテリアからの感染から守り、私たちの食べ物を消化する役割を果たします。細菌による感染症の例としては、結核や連鎖球菌性咽頭炎などがあります。
- ウイルス： ウイルスは自然界に豊富にありますが、ほとんどの人がよく知っているのは人間の病気を引き起こすウイルスです。ウイルスは、植物だけでなく、細菌などの他の微生物にも感染します。予防接種によっていくつかの恐ろしい病気のリスクが減少しましたが、エボラウイルスやジカウイルスなどの他のウイルスは、これらの小型脅威を征服し始めていないことを思い出させます。
- プリオン： 現在、ほとんどの科学者はプリオンを微生物として分類せず、むしろ「感染性タンパク質」として分類しています。そうは言っても、それらはウイルス学者によってしばしば研究されます。プリオンは本質的に異常に折りたたまれたタンパク質の断片であり、最初は恐ろしいように見えないかもしれません。しかし、狂牛病のようなプリオン病は、最も恐れられている感染症の一部です。
微生物学の歴史
私たちが微生物について現在知っていること、および以下でさらに議論されることは、歴史上比較的新しいものです。微生物学の歴史を簡単に見てみましょう：
可視化された最初の顕微鏡/最初の微生物： 微生物学の最初の大きな一歩は、ファンレーウェンフック（van Lieuwenhoek）（1632-1723）が最初の単レンズ顕微鏡を作成したときに始まりました。約300倍の倍率のレンズを通して、バクテリアを初めて視覚化することができました（歯をこすり落とすことから）。
生殖理論の発展： 人体は3人の科学者によって感染源として認識されていました。
- Oliver Wendall Holmes博士 自宅で出産した女性は、病院で出産した女性よりも感染症を発症する可能性が低いことがわかりました。
- イグナズ・ゼンメルワイス博士 感染を、剖検室から直接手を洗うことなく産科病棟に行く医師と関連付けました。
- ジョセフ・リスター 手洗いと殺菌のための熱の使用の両方を含む無菌技術を導入しました。
生殖理論： 細菌理論の受け入れに最も貢献した2人は、ルイパスツールとロバートコッホでした。
- ルイパスツール（1822-1895）： パスツールは生物発生の理論を信じており、すべての生物は自然発生時の一般的な見方ではなく、何かから来ていると指摘しています。彼は多くの病気が微生物によって引き起こされたと主張しました（罪、神の怒り、および他の潜在的な原因ではなく）。微生物が発酵と腐敗の原因であることを示し、低温殺菌と呼ばれる方法が現在も使用されています。彼は狂犬病と炭疽菌ワクチンも開発しました。
- ロバートコッホ（1843-1910）： コッホは、細菌の理論を証明する一連の科学的な一連の「コッホの仮定」の著者であり、それ以降科学的研究で使用されています（一部改訂されています）。彼は結核、炭疽菌、コレラの原因を特定しました。
それ以来、いくつかのランドマークは次のとおりです。
- 1892 - ドミトリ・イオシフォビッチ・イヴァノスキ 最初のウイルスを発見した。
- 1928 - アレクサンダーフレミング ペニシリンを発見。
- 1995-最初の微生物ゲノム配列が発表されました。
感染性微生物
私たちが微生物について考えるとき、私たちのほとんどは病気について考えますが、これらの小さな「バグ」は全体的に私たちを傷つけるよりも私たちを助ける可能性が高くなります。 （以下の「善玉菌」を必ずお読みください。）
1世紀も前まで、そして現在、世界の多くの場所で、微生物による感染が主な死因となっています。米国での平均余命は、私たちが長生きしているだけでなく、主に子供時代に亡くなる子供が少ないため、前世紀にかけて劇的に改善しました。
米国では現在、心臓病と癌が死亡原因の第1位と第2位です。世界保健機関によると、世界中の低所得国では、死亡の主な原因は呼吸器感染症であり、その後に下痢性疾患が続きます。
ワクチン接種と抗生物質、さらに重要なのはきれいな水が登場したことで、感染性微生物に対する懸念が減りましたが、傲慢であることは間違いです。現在、私たちは新たな感染症だけでなく、抗生物質耐性にも直面しています。
人間に役立つ微生物
微生物について話すことはほとんどありませんが、微生物は私たちの生活のほぼすべての面で役立つだけでなく必要です。微生物は次の点で重要です。
- 「悪い」微生物から体を守る。
- 食品を作る：ヨーグルトからアルコール飲料まで、発酵は微生物の成長を利用して食品を作る方法です。これは一例ですが、微生物は多くの場合、食物連鎖の底にあります。
- 地上の廃棄物の分解と上記の大気ガスのリサイクル。細菌は、油流出や核廃棄物などの困難な廃棄物にも役立ちます。
- ビタミンKや一部のBビタミンなどのビタミンの生産。細菌は消化にも非常に重要です。
- 情報の保存：暗号化の分野では、バクテリアをハードドライブとして使用して情報を保存する方法も検討されています。
微生物は多くの機能を果たすだけでなく ために 私たち-彼らは私たちの一部です。私たちの体の中や上のバクテリアは、私たちの細胞よりも10倍から1倍多いと考えられています。
最新の健康的な食事を聞いたことがあるでしょう。ブロッコリーとブルーベリーを食べることに加えて、ほとんどの健康専門家は発酵食品を毎日、または少なくともできるだけ頻繁に食べることを勧めています。細菌がなければ、発酵はありません。
出生時、赤ちゃんの体内には細菌がありません。彼らは産道を通過するときに彼らの最初の細菌を取得します。 （産道を介した細菌への曝露の欠如は、肥満とアレルギーがCセクションによって出産された赤ちゃんでより一般的である理由であると考えられる人もいます。）
最近ニュースを読んでいる場合、腸内のバクテリアが私たちの日常の気分に責任があるとさえ仮定されています。微生物叢の研究は、抗生物質がなぜ体重増加につながるのかなど、多くのことを説明するために使われています。
微生物学の分野
微生物学の分野にはいくつかの異なる分野があります。生物の種類ごとに分類されたこれらのフィールドのいくつかの例は次のとおりです。
- 寄生虫学： 寄生虫学の研究
- 菌学： 菌類の研究
- 細菌学： 細菌の研究
- ウイルス学： ウイルスの研究
- 原生動物学： 原生動物の研究
- 生理学： 藻の研究
微生物学の分野は、幅広いトピックを含めるために、スコープごとに分類することもできます。多くの中のいくつかの例は次のとおりです。
- 微生物生理学（微生物の成長、代謝、および構造）
- 微生物遺伝学
- 微生物の進化
- 環境微生物学
- 産業微生物学（たとえば、廃水処理）
- 食品微生物学（発酵）
- バイオテクノロジー
- バイオレメディエーション
微生物学の未来
微生物学の分野は魅力的であり、私たちが知らないことがもっとたくさんあります。おそらく、この分野で最も多くの知識を得たのは、まだまだ学ぶべきことがたくさんあるということです。
微生物は病気を引き起こすだけでなく、他の微生物と戦うための薬剤（ペニシリンなど）の開発にも使用できます。一部のウイルスは癌を引き起こすようですが、他のウイルスは癌と戦う方法として評価されています。
微生物学について学ぶべき最も重要な理由の1つは、私たちよりもはるかに多いこれらの「生き物」を尊重することです。抗生物質だけでなく抗菌石鹸の不適切な使用により、抗生物質耐性が高まると考えられています。そして、それは私たちが現在認識している微生物を見るときだけです。感染症が出現し、世界中のほぼどこにでも3便で移動できる私たちの能力を備えた微生物学者は、教育を受け、準備する必要があります。