Chapter 1. The Microbial World
1. Normal taste
2. Bitter taste – diarrhea 3. Sour – Gooood!
How?
Microorganism !!!
Chapter 1. The Microbial World
Microorganism : micro + organism Microbes
by Charles S. Sedillot, 1879
☞ 학습목표
미생물이 농업, 산업, 연구, 환경 등에 미치는 영향
인간의 삶의 질 향상에 미치는 미생물의 예
미생물학의 탄생과 발전
미생물들의 형태 이해
미생물의 다양성
미생물 -> 첫인상, 첫생각?
Chapter 1. The Microbial World
1. Why microbes matter
- 한 주먹 흙 속의 미생물 : count 1 by second for 33 years - What are they doing, and why are they there?
- 분해자 -> 물질의 순환 - 산소 생성 (광합성) - 자연환경의 균형유지
- 병원성 -> 1518년 천연두 유행 스페인 침입 후 아메리카 인구 1억명 중 90% 사망
Where am I ?
Chapter 1. The Microbial World
☞ On the farm
- 소 장내 미생물 :
- 반추위미생물 : 탄수화물 분해, 발효
- 미생물 살충제
- Bacillus thuringiensis :독성물질 생산 -> 곤충애벌레 살해 - GMO : BT toxin 유전자 지닌 콩
Chapter 1. The Microbial World
☞ In the industrial area - 식품 :
- 빵, 발효유, 치즈, 맥주, 전통음식
- 의약 :
- vitamin B,
- 감미료, 향료,
Chapter 1. The Microbial World
☞ In the biotechnology - living factories
- gene transfer - produce vaccine
☞ In the environment - water pollutant
- alleviate pollution -> bioremediation(생물정화) : 중금속, 폭발성 폐기물, - sewage treatment : 공장폐수처리, 정화조
☞ In the research lab - antibody
- gene transfer
- vaccine
- 눈결정의 핵 중 85% 이상이 박테리아
- 5oC 에서 눈결정 형성 시작-> 일반 무기물 : -10oC - 생명체활동이 활발할수록 발견빈도 높음
- 빗물에서도 발견 ->수분덩어리 형성의 핵
- Pseudomonas syringae 가 주미생물 (식물병원균) - P. syringae를 방제하면?
Chapter 1. The Microbial World
중앙일보 2008. 3. 1
Chapter 1. The Microbial World
Chapter 1. The Microbial World
세균은 가장 하등한 생물체?
Magnetococcus marinus
미생물과 인간
< Enterotype >
(enterotype)
1. 마른 생쥐 vs 뚱쥐 : 장내균총차이 발견
비만 : Firmicutes(90%) vs Bacteroidetes(3%) 정상 : Bacteroidetes (30%)
비만 : Firmicutes(73%) vs Bacteroidetes(15%)
1년 체중감량
2. 돌연변이 비만생쥐 준비
장내세균 제거 -> 마른쥐와 뚱쥐의 장내세균 이식
체지방증가: 27% vs 47%
2주후
사촌이 땅을 사면 배가 아프다 스트레스 받으면 단 것이 땡긴다 연애할 때는 단 것 위주로..
과민성 대장염
CNS
(central nerve system) 중추신경계
GBA의 명암
Good Food vs Bad Food
장 편안하십니까?
독일 막스플랑크 노화생물학 연구소 -> 아프리카 민물고기 청록색
킬리피시 대상
3주 만에 성체 -> 몇 개월 만에 늙어 죽음
출생 후 12주 : 선명하던 색소 잃고 운동능력과 정신능력 퇴화 시작
암에 걸림
생후 9.5주된 늙은 개체에게 항생제를 투여해 장내 미생물을 청소
중년에 해당하는 6주짜리 개체의 장내 미생물에 노출
16주가 된 다음에도 중년처럼 팔팔 수명도 상당히 늘었다.
미생물 교체하면 회춘?
Lugdunin
물 전기분해로 수소, 산소 생산
세균에 의해 수소 + 산소 + CO2 -> 균체 생성
균체 분말 : 단백질(50%), 탄수화물(25%), 지방 핵산(25%)
미생물과 IT
Chapter 1. The Microbial World 2. Roots of Microbiology
Anton van Leeuwenhoek : 네덜란드 상인 - 1673, 초기현미경 발명
- 1683, 세균언급 논문발표
Microscopes
Chapter 1. The Microbial World
☞ Where were microbes from?
- spontaneous generation (자연발생설)
- 반박 : Francesco Redi(1626 - 1697) -> 구더기 발생에 관한 논문
종이 수건
Open
방치 : 구더기 생성 종이 : ?
수건 : ? 결론 : ?
* 미생물자연발생설 : 큰생명체는 불가능하지만 미생물은 가능하다
Chapter 1. The Microbial World
* 미생물자연발생설 : 큰생명체는 불가능하지만 미생물은 가능하다
- 1748, John Needham : 건초, 고기 -> 끓인 후 방치 -> 미생물생성 확인 - 반박 : Louis Pasteur (1861년)
- 실험 1 : 공기를 솜으로 filtering -> 솜에서 미생물 발견
- 실험 2 :
Chapter 1. The Microbial World
Chapter 1. The Microbial World
Louis Pasteur
Chapter 1. The Microbial World Louis Pasteur
- germ theory of disease(미생물병인론)에 대한 근거 정립 - Pasteurization(저온살균법) 기술 개발
Robert Koch
- 1879, germ theory of disease 입증
- 동물의 탄저병 대상 특정미생물과 질병간의 연관성 밝힘 - Koch’s postulates(코흐의 가설) :
Golden age of microbiology(미생물학의 황금기)
- 1857, germ theory of disease 제시 이후 1차세계대전 발발 60여년 - 열에 민감한 세균 발견 -> vaccine 의 원리
- 질병의 발생이 toxin 에 기인함 확인 -> antitoxin 발견 - 미생물의 관심이 의학외의 분야로 확대
20 세기 미생물학
- 미생물의 산업적 이용 시작 -> 미생물 이용 유제품생산 - 1930년대 전자현미경 개발 -> 바이러스 연구시작
- 항생제 개발, gene 확인 -> Age of Molecular Genetics 시작
다양한 미생물학 분야 확립
Chapter 1. The Microbial World
Koch’s postulates Koch’s postulates
=> relate a single microbe to a single disease
Chapter 1. The Microbial World 3. Microbial World
- Microbes are extremely diverse - inhabit most environment on earth
1) Bacteria
- diverse shape, habitat
Chapter 1. The Microbial World 2) Virus
- diverse shape, habitat
Chapter 1. The Microbial World 3) Protozoa(원생동물)
- differs substantially from bacteria and viruses in structural component - nuclei, ultramicroscopic cellular body
a : amoeba Naegleria fowleri 인간 수막염
b : protozoan, trypanosome 아프리카 수면병
c : protozoan, Giardia lamblia 인간 설사병
a c b
Chapter 1. The Microbial World 4) Algae
- implies a large group of photosynthetic organisms
- plant-like(photosynthetic pigment) but considered microbes(unicellular) - two group, diatoms(규조류) and dinoflagellates(쌍편모조류)
- several freshwater species, but most found in marine environment - trap sunlight’s energy -> convert it to carbohydrates’ energy
- trap more energy, use more CO2, produce more O2 than all land plants do
Chapter 1. The Microbial World 5) Fungi
- major decomposers of organic matter on earth
- distinguished from other microbes by physical structure and the way of obtaining nutrients
-> break down the organic matter by the secreted enzyme and absorb the molecular particles
-> other microbes take up small molecules directly from the environment - fungi have close relationship with human society in various ways
