Lịch sử phát triển của vi sinh vật học

2017-07-10 12:36 AM

Gần đây những kỹ thuật tổng hợp gen, tháo ghép gen làm cho công nghệ sinh học trở thành một lực lượng sản xuất mũi nhọn của nền kinh tế thế giới

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Sự phát hiện vi sinh vật

Sự phát hiện vi sinh vật gắn liền với sự phát minh kính hiển vi.  Anton van Leeuwenhoek (1632 - 1723) người Hà Lan, là người đầu tiên ở thế kỷ XVII nhìn thấy vi sinh vật nhờ những kính hiển vi độ phóng đại 270 - 300 lần mà ông đã chế tạo (1676). Do sự hạn chế về độ phóng đại và độ phân giải của kính hiển vi cho nên những nghiên cứu hiển vi của cơ thể sống rất bị hạn chế và mãi đến đầu thế kỷ XIX chiếc kính hiển vi hoàn chỉnh đầu tiên mới ra đời và từ đó cho đến nay con người đã lần lượt sáng tạo ra hàng loạt các loại kính hiển vi quang học khác nhau thì nhiều sự kiện quan trọng mới được phát hiện.

Sự trưởng thành của vi sinh vật học

Trong thế kỷ XVII và suốt thế kỷ XVIII vi sinh vật học chỉ chú trọng về phần mô tả, tuy nhiên cũng có một số công trình xuất sắc như Spallanzani sử dụng môi trường nuôi cấy khử khuẩn bằng nhiệt, Edward Jenner phát minh vaccine đậu mùa, Zinke phát hiện tác nhân của bệnh dại ở trong nước bọt của chó bị dại.

Thế kỷ XIX mới cho thấy những bước phát triển lớn về vi sinh vật học nhờ công lao của Louis Pasteur và Robert Koch.

L.Pasteur (1822 - 1895) hoàn chỉnh việc nghiên cứu vi sinh vật. Vi sinh vật không những được mô tả chính xác mà còn được khảo sát đầy đủ về những tính chất sinh lý.

L.Pasteur là nhà vi sinh vật học vĩ đại đã có công:

- Chấm dứt tranh luận về thuyết tự sinh bằng các thí nghiệm xuất sắc với bình cổ ngỗng.

- Phát hiện tác nhân của sự lên men như lên men rượu, lên men thối là vi sinh vât: các vi sinh vật  phát triển đã tạo thành các enzyme chịu trách nhiệm về hiện tượng lên men.

- Xác định vai trò tác nhân gây bệnh của các vi sinh vật trong bệnh nhiễm trùng

- Khái quát hóa vấn đề vaccine và tìm ra phương pháp điều chế một số vaccine phòng bệnh như vaccine bệnh than, vaccine bệnh tả gà... và phát minh vaccine dại.

R.Koch (1843 - 1910) cùng đóng góp lớn lao cho vi sinh vật học nhờ những công trình:

- Phát triển những kỹ thuật cố định và nhuộm vi khuẩn.

- Sử dụng môi trường đặc để phân lập vi khuẩn ròng.

- Nêu tiêu chuẩn xác định bệnh nhiễm trùng.

- Khám phá vi khuẩn lao, vi khuẩn tả.

Nhờ công lao của L.Pasteur, R.Koch và nhiều nhà bác học khác, phần lớn các vi khuẩn gây bệnh ở người và động vật đều được khám phá ở đầu thế kỷ XX. Lúc bấy giờ vi sinh học đã trở thành một khoa học ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực y học, nông nghiệp và công nghiệp.

Trong lâm sàng, khoa lây đã thành lập để tiếp nhận bệnh nhân nhiêm trùng, khoa ngoại đã sử dụng phương pháp phẩu thuật sát trùng, tiền đề của phương pháp phẩu thuật vô trùng ngày nay.

Những thành tựu hiện đại

Trong những thập kỷ gần đây từ một khoa học ứng dụng, vi sinh vật học đã trở thành một khoa học cơ bản làm phát sinh một ngành khoa học mới: sinh học phân tử và dưới phân tử và cùng với các ngành khoa học khác tạo nên một cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện đại.

Nhờ những hiểu biết về di truyền học hiện đại mà mô hình nghiên cứu là E.coli, Watson và Crick đã phát hiện mẫu cấu trúc của ADN và cơ chế sao chép bán bảo tồn làm cơ sở cho sự hình thành sinh học phân tử và dưới phân tử. Những phát hiện kỳ diệu về cơ cấu của mã di truyền và các cấu trúc khác của tế bào sống được sử dụng làm cơ sở cho sự phát triển công nghiệp sinh học, ngành công nghiệp cho phép con người can thiệp vào quá trình hình thành và phát triển của sinh vật để phục vụ lợi ích của con người .

Gần đây những kỹ thuật tổng hợp gen, tháo ghép gen làm cho công nghệ sinh học trở thành một lực lượng sản xuất mũi nhọn của nền kinh tế thế giới. Trong lĩnh vực y học những kỹ thuật trên có nhiều triển vọng giải quyết các bệnh di truyền, phòng chống các bệnh nhiễm trùng, bệnh ung thư.

Bài viết cùng chuyên mục

Xoắn khuẩn giang mai (treponema pallidium)

Các xoắn khuẩn có dạng hình xoắn, có khả năng di động, các xoắn khuẩn có nhiều nơi trong tự nhiên, nhiều loại ký sinh trên cơ thể người và động vật. Một số xoắn khuẩn gây bệnh cho người.

Clostridium difficile gây viêm ruột giả mạc

Clostridium difficile được phát hiện từ năm 1935 và được xem là một thành phần khuẩn chi của trẻ em bình thường, cho đến gần đây vi khuẩn này được xem là nguyên nhân của bệnh viêm ruột giả mạc ở những bệnh nhân dùng kháng sinh.

Virus vêm gan E (hepatitis e virus HEV)

Nhiễm trùng do virus viêm gan E trước đây được cho là viêm gan do virus không A- không B truyên qua đường tiêu hóa, virus này trước đây được xếp vào họ Caliciviridae, hiện nay được tách riêng và đang được xếp loại trong thời gian tới.

Nguồn gốc các đường truyền bệnh nhiễm trùng

Nhiệm vụ quan trọng của vi sinh vật y học là nghiên cứu vi sinh vật gây bệnh có ở ngoại cảnh để tìm các phương pháp phòng ngừa chúng.

Phòng ngừa và điều trị bệnh virus bằng liệu pháp miễn dịch đặc hiệu

Những biện pháp kể trên góp phần đáng kể để giải quyết bệnh virus, nhưng việc thực hiện đòi hỏi nhiều công sức và tiền của.

Cơ chế đề kháng bảo vệ cơ thể không đặc hiệu chống lại vi sinh vật gây bệnh

Sự bài tiết các chất bả nhờn, bài tiết mồ hôi (axit lactic) trên bề mặt da và độ pH thấp của một số vị trí ở da và niêm mạc dạ dày hay đường tiết niệu sinh dục.

Các vi khuẩn gây bệnh hoại thư

Vi khuẩn có hình dạng trực khuẩn, không di động có vỏ khi phát triển ở trong cơ thể động vật và người, vi khuẩn sinh nha bào khi phát triển trong môi trường tự nhiên.

Campylobacter jejuni (vi khuẩn gây viêm ruột)

Campylobacter jejuni là những vi khuẩn bé, mảnh, Gram âm, hình dấu phẩy nhọn hai đầu, rất di động nhờ có 1 lông ở 1 đầu, không sinh nha bào. Nuôi cấy C.jejuni trên môi trường nhân tạo thường khó khăn vì vi khuẩn đòi hỏi điều kiện vi hiếu khí.

Sinh lý của vi khuẩn

Phần lớn vi khuẩn nếu được cung cấp đầy đủ những yếu tố trên thì có khả năng tổng hợp các chất cấu tạo của tế bào. Nhưng một số vi khuẩn mất khả năng tổng hợp một vài hợp chất.

Rickettsia vi khuẩn hoại tử mạch máu

Rickettsia hình dạng thay đổi qua các giai đoạn phát triển: cầu khuẩn đứng riêng rẻ hoặc xếp từng đôi, trực khuẩn và hình sợi. Thường gặp nhất là hình trực khuẩn.

Virus Rubella

Virus rubella lây truyền qua chất tiết đường hô hấp, virus rubella ít lây hơn so với virus sởi và virus thủy đậu, tuy nhiên bệnh lây dễ dàng ở những nơi đông người.

Virus dại (rabies virus)

Virus dại có hình gậy giống như hình viên đạn, dài 130 - 240nm và đường kính 70 -80nm. Nucleocapsid đối xứng hình xoắn ốc, chứa ARN 1 sợi, có một vỏ ngoài mang các gai ngưng kết hồng cầu, bản chất là glycoprotein.

Phòng ngừa và điều trị bệnh virus bằng liệu pháp hóa học

Khác với vi khuẩn, các virus ký sinh bắt buộc bên trong tế bào sống, chúng không có chuyển hóa và sự sao chép của virus hoàn toàn nằm trong tế bào chủ.

Phản ứng miễn dịch Enzyme trong chẩn đoán vi sinh vật

Kháng nguyên hoặc kháng thể liên hợp với enzyme vẫn giữ hoạt tính miễn dịch. Enzyme được sử dụng có thể là photphatase kiễm hoặc peroxydase. Thử nghiệm cho kết quả khách quan và rất nhạy.

Kỹ thuật sắc ký miễn dịch trong chẩn đoán vi sinh vật

Khi nhỏ huyết thanh cần xác định kháng thể lên bản sắc ký, kháng thể đặc hiệu (nếu có) trong huyết thanh sẽ kết hợp với kháng kháng thể gắn màu, phức hợp miễn dịch kháng thể - kháng kháng thể.

Trực khuẩn phong (mycobacterium leprae)

Họ Mycobacteriaceae bao gồm các trực khuẩn có tính chất bắt  màu thuốc nhuộm một cách đặc biệt: Vi khuẩn khó bắt màu thuốc nhuộm ba dơ nhưng khi đã bắt màu thuốc nhuộm rồi thì không bị dung dịch cồn axit tẩy màu.

Sự vận chuyển di truyền ở vi khuẩn

Sự tiến hóa của vi sinh vật phụ thuộc vào sự biến dị và sự chọn lọc. Nó diễn ra chậm chạp, lúc sự biến dị xảy ra do tích lũy những biến dị liên tiếp ở một chủng sinh vật

Xoắn khuẩn gây sốt vàng da xuất huyết (leptospira)

Các xoắn khuẩn có dạng hình xoắn, có khả năng di động, các xoắn khuẩn có nhiều nơi trong tự nhiên, nhiều loại ký sinh trên cơ thể người và động vật. Một số xoắn khuẩn gây bệnh cho người.

Mycoplasma vi khuẩn gây viêm phổi

Mycoplasma là vi khuẩn không vách tế bào, kích thước nhỏ, khó nhuộm với thuốc nhuộm kiềm, hình thể khác nhau tùy thuộc vào thời gian nuôi cấy và thay đổi theo từng bước nhuộm, người ta có thể quan sát bằng kính hiển vi nền đen, nhuộm Giemsa.

Trực khuẩn lao (mycobacterium tuberculosis)

Vi khuẩn lao phát triển chậm, thời gian gia tăng đôi là 12 - 24 giờ trong khi của E.coli là 20 phút. Những chủng độc lực tạo thành những khuẩn lạc R.

Virus viêm gan C (hepatitis c virus HCV)

Virus viêm gan C có dạng hình cầu đường kính trung bình khoảng 35- 50nm, vỏ bên ngoài là glycoprotein. Genome của virus chứa ARN một sợi mang các gen mã hóa.

Ứng dụng của Bacteriophage trong y học

Phage được sử dụng để định type phage ở vi khuẩn. Mỗi loài vi khuẩn có thể gồm nhiều type phage khác nhau do bản chất của receptor ở vi khuẩn đối với các phage khác nhau.

Liên cầu khuẩn gây bệnh (streptococci)

Liên cầu là những vi khuẩn hiếu kị khí tùy ý, chỉ phát triển tốt ở môi trường có máu hoặc có các dịch của cơ thể khác. Những chủng gây bệnh thường đòi hỏi nhiều yếu tố phát triển.

Virus bại liệt Poliovirus

Enterovirus thuộc họ Picornaviridae, họ này gồm 2 giống: Enterovirus và Rhinovirus. Đặc điểm chung là nhỏ, chứa ARN 1 sợi, capsid đối xứng hình khối, không có vỏ bọc.

Vi khuẩn gây bệnh uốn ván (clostridium tetani)

Vi khuẩn giống Clostridium là các trực khuẩn gram dương, kỵ khí, sinh nha bào. Vi khuẩn này có trong đẩt, trong đường tiêu hóa của người và động vật, phần lớn trong chúng là các vi khuẩn sống hoại sinh.