Lịch sử phát triển của VI SINH VẬT HỌC 1

Những ai yêu thích muốn biết về vi sinh vật học thì không thể bỏ qua mục này đuợc

Đây là một chút tài liệu sơ lược lịch sử phát triển của VI SINH VẬT HỌC:

Từ cổ xưa, mặc dù chưa nhận thức được sự tồn tại của vi sinh vật, nhưng loài người đã biết khá nhiều về các tác dụng của vi sinh vật gây nên. Trong sản xuất và trong đời sống, con người đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm và các biện pháp lợi dụng các vi sinh vật có ích và phòng tránh các vi sinh vật có hại.

Trên những vật giữ lại từ thời cổ Hy Lạp người ta đã thấy minh họa cả quá trình nấu rượu. Những tài liệu khảo cổ cho biết cách đây trên 6000 năm người dân Ai Cập ở dọc sông Nile đã có tập quán náu rượu. Các hình vẽ trên Kim Tự Tháp cũng cho thấy nghề nấu rượu và làm bia ở Ai Cập cũng rất phổ biến. Trong Kinh thánh cũng có đoạn miêu tả cảnh say rượu của Noé sau khi sống sót qua cơn đại hồng thủy (cách đây trên 5000 năm). Ở Trung Quốc rượu đã được sản xuất từ thời đại văn hóa Long Sơn (cách đây trên 4000 năm). Trong các chữ khắc trên xương, trên mai rùa (cốt giáp văn tự) từ thời Ân Thương (thế kỉ 17-11 TCN) người ta đã thấy chữ “tửu”. Việc lên men lactic (muối dưa) được thực hiện vào khoảng năm 3500 TCN.

Muối dưa, làm giấm, làm tương, làm mắm, làm mứt, làm sữa chua, ướp thịt, ướp cá… đều là những biện pháp hữu hiệu để hoặc sử dụng, hoặc khống chế vi sinh vật phục vụ cho việc chế biến và bảo quản thực phẩm. Theo sách “Lĩnh nam chích quái” thì nhân dân ta từ thời Hùng Vương dựng nước đã biết “làm mắm bằng cầm thú, làm rượu bằng cốt gạo”.

Việc sáng tạo ra các hình thức ủ phân, ngâm phân, ngâm đay, ngâm gai, xếp ải, trồng luân canh các cây họ Đậu… đều là những biện pháp tài tình mà tổ tiên ta từ lâu đã biết phát huy tác dụng của vi sinh vật trong nông nghiệp.

Về phương diện phòng trừ bệnh tật loài người cũng sớm tích lũy được nhiều kinh nghiệm phong phú. Ngay từ trước Công nguyên những tài liệu của Hippocrate (460 – 373 TCN), của Veron (116 – 27 TCN) của Lucrèce (98 – 55 TCN)… đã đề cập đến bản chất sống của các tác nhân gây ra bệnh truyền nhiễm.

Người có công phát hiện ra thế giới vi sinh vật và cũng là người đầu tiên miêu tả hình thái nhiều loại vi sinh vật là một người Hà Lan vốn là người học nghề trong một hiệu buôn vải. Đó là Antonie van Leeuwenhoek (1632 – 1723). Ông đã tự chế tạo ra trên 400 kính hiển vi, trong đó có cái phóng đại được đến 270 lần. Với những chiếc kính hiển vi cầm tay, có gương hội tụ ánh sang, có ốc điều chỉnh để cho vật định quan sát rơi đúng vào tiêu điểm và bằng cách ghé mắt vào khe nhỏ có gắn thấu kính mài lấy nhỏ xíu, Leerwenhoek đã lần lượt quan sát mọi thứ có xung quanh mình. Năm 1674 ông nhìn thấy các vi khuẩn và động vật nguyên sinh, ông gọi là các “động vật vô cùng nhỏ bé”. Ông thấy các “động vật” này có rất nhiều trogn bựa răng và ông viết rằng trong miệng của ông số lượng của chúng còn đông hơn cả dân số của nước Hà Lan. Nhờ sự giới thiệu của regnier de Graaf ông đã gửi đến Học hội Hoàng gia Anh 200 bức thư, qua đó ông đã miêu tả hình thái và dạng chuyển động của nhiều loại vi sinh vật. Nhiều bài báo của ông đã được dăng trên tạp chí Triết học của Học hội Hoáng gia Anh và năm 1680 ông đã được bầu làm thành viên của Học hội này. Tất cả các quan sát và miêu tả của ông đã được in thành một bộ sách gồm 4 tập có nhan đề “Những bí mật của giới tự nhiên nhìn qua kính hiển vi”.

Chỉ tới đầu thế kỉ 19 những chiấc hiển vi quang học hoàn chỉnh mới ra đời với các cống hiến to lớn của G. battista Amici (1784 – 1860) Ernes Abbe ( 1840 – 1905), Karl Zeiss (1816 – 1888)… năm 1934 chiếc kính hiển vi điện tử đầu tiên ra đời. Đó là loại kính hiển vi không dung ánh sang khuếch đại nhờ các thấu kính mà dung 1 chùm điện tử khuếch đại lên nhờ các điện từ trường.

Từ thập kỉ 60 của thế kỉ 19 bắt đầu thời kì nghiên cứu về sinh lí học của các loại vi sinh vật. Người có công to lớn trong việc này, người về sau được coi là ông tổ của vi sinh vật học là nhà khoa học người Pháp Louis Pasteur (1822 – 1895). Khó mà tóm tắt được khối lượng các phát hiện đồ sộ mà L. Pasteur đã cống hiến cho nhân loại.

Viết về L. Pasteur, nhà khao học người Nga K.A.Timiriazev đã phân tích như sau: “Công trình của ông đã đem lại những biến đổi quan trọng trong cả 3 bộ môn khoa học ứng dụng kinh điển của nhân loại. về công nghiệp, ông đã đề ra các cơ sở hợp lí, vững chắc cho hết thảy các quá trình lên men. Về nông nghiệp, lí luận của ông cùng với sự phát triển của T.Schloesing, H. Hellriegel, S.N. Vinogradskii… đã vạch ra cho các nhà nông học những ánh sáng mới về các nhiệm vụ và phương pháp cơ bản. Về y học… từ sau khi loài người nuyên thủy thoát được ra khỏi sự uy hiếp của các dã thú trong rừng sâu thì trong lịch sử chưa từng thấy có sự tiến bộ nào có ý nghĩa quyết định như các công trình nghiên cứu của L. Pasteur.”

""Nhà bác học Đức Robert Koch (1843- 1910) là người đã cộng sự mật thiết với Pasteur. Ngoài công lao to lớn phát hiện ra vi khuẩn lao, vi khuẩn tả, ông còn tìm ra phương pháp phân lập thuần khiết vi sinh vật trên các môi trường đặc. Học trò của ông là J.R. Petri (1852 – 1921) đã phát kiến ra loại hộp lồng làm bằng thủy tinh. R. Koch đã phát hiện ra phương pháp nhuộm màu tế bào vi sinh vật. Về sau các kĩ thuật nhuộm tiêu bản đã được cải tiến bởi Ehrlich (1881), Ziehl và Neelsen (1883). Loeffler (1884), Gram (1884)… R.Koch được nhận giải Nobel năm 1905. Người có công đầu tiên trong việc chứng minh có sự tồn tại của loại vi khuẩn nhỏ bé hơn vi khuẩn nhiều lần là nhà sinh lí học người Nga D.I. Ivanovskii (1864 – 1920). Ông chứng minh có sự tồn tại của loại vi sinh vật siêu hiển vi gây ra bệnh khảm (mosaic) ở lá thuốc lá năm 1892. Đến năm 1897 nhà khoa học Hà Lan M.W. Beijerinck (1851 - 1931) gọi loại vi sinh vật này là virut (virus) theo tiếng La tinh có nghĩa là “nọc độc”. Đến năm 1917 thì F.H. d’ Hérelle (1873 – 1949) phát hiện ra các virut của vi khuẩn và đặt tên là thể thực khuẩn (Bacteriophage).
Mặc dầu L.Pasteur là người đầu tiên chứng minh cơ sở khoa học của việc chế tạo vacxin (Vaccin, từ gốc La Tinh Vaccinae có nghĩa là bệnh đậu mùa bò) lại do bác sĩ nông thôn người Anh Edward Jenner (1749-1823) đặt ra. Ông là người đầu tiên nghĩ ra phương pháp chủng mủ đầu bò cho người lành để đề phòng bệnh đậu mùa hết sức nguy hiểm cho tính mạng con người.
Người đặt nền móng cho khoa Miễn dịch học (Immunology) là nhà khoa học Nga Ilya Ilitch Metchnikov (1845-1916). Ông đã đến Paris năm 1887 để gặp L.Pasteur từ những ngày đầu xây dựng Viện Pastuer Paris. Với lý thuyết “thực bào” nổi tiếng ông đã nhận được giải thưởng Nobel năm 1908 (cùng với P.Ehrlich).
Cần phải nói lên công lao của nhà khoa học người Anh J.Lister (1827-1912), người đã đề xuất ra việc sử dụng các hóa chất diệt khuẩn và việc sử dụng phương pháp vô trùng trong phẫu thuật.
Nhà khoa học Pháp gốc Nga S.N.Vinogradskii (1856-1953) là người đầu tiên phát hiện ra vi khuẩn sắt (1880), vi khuẩn lưu huỳnh (1887), vi khuẩn nitrat hóa (1890). Nhà khoa học Hà Lan M.W.Beijerinck (1851-1931) là người đầu tiên phân lập được vi khuẩn nốt sần Rhizobium (18880, vi khuẩn cố định đạm hiếu khí Azotobacter (1901), vi khuẩn lên men butilic, vi khuẩn phân giải pectin và nhiều nhóm vi khuẩn khác.
Người đầu tiên phát hiện ra chất kháng sinh là bác sĩ người Anh Alexander Fleming (1881-1955). Năm 1928 ông là người đầu tiên tách được chủng nấm sinh chất kháng sinh penixilin, mở ra một kỉ nguyên mới cho khả năng đẩy lùi nhanh ****ng các bệnh nhiễm khuẩn . Ông được nhận giải thưởng Nobel năm 1945 (cùng với B.E.chain và H.W.Florey). Năm 1944 nhà khoa học Mĩ gốc Nga S.A.Waksman phát hiện ra Streptomixin và được nhận giải thu7ng3 Nobel vào năm 1952. Hàng loạt các chất kháng sinh quan trọng khác đã được lien tiếp phát hiện và ứng dụng vào các năm tiếp sau: baxitraxin (1945), cloramphenicol (1947), polimixin (1947), clotetraxiclin (1948), xephalosporin (1948), neomixin (1949), eritromixin (1952), grizeofulvin (1959), gentamixin (1963), kasugamixin (1964), bleomixin (1965), valiđaxin (1970)…

Năm 1897 Eduard Buchner (1860 – 1917) lần đàu tiên chứng minh được vai trò của enzyme trong quá trình lên men rượu. Ông đã nghiền nát tế bào nấm men bằng cát thạch anh và lấy chất dịch vô bào chiết rút từ men đưa vào một dung dịch chứa 37% đường, sau nửa giờ đã thấ sản sinh CO2 và rượu etylic. Khoa học về enzyme hình thành và phát triển nhờ hang loạt thành công tiếp theo: Năm 1897 B. Bertrand phát hiện ra và đặt tên cho nhóm coenzyme; A. Haeden và Young cô đặc được một nhóm coenzyme gọi là cozimaza ( sau này được xác định là NAD – nicotinamid adenin dinucleotid) vào năm 1905; Sorensen chứng minh ảnh hưởng của pH đến hoạt động của enzyme (1909); Neuberg đề xuất con đường hóa học của quá trình lên men (1912); Betalli và Stern khám phá ra dehidrogenaza (1912) ; Warburg nghiên cứu về enzyme tham gia vào quá trình hô hấp; Michaelis và Mentan đề xuất ra động học của hoạt động của enzyme (1913) ; J.B. Sumner (1887 – 1955) đoạt giải Nobel năm 1946, lần đầu tiên kết tinh được một enzyme và chứng minh bản chất protein của enzyme ureaza này (1929), tripsin (1931), chimochipsin (1933) ; Kelin phân lập được xitocrom c (1933) ; H.A.Krebs và Henselei khám phá ra chu trình ure (1933) ; Embden và Meyerhof chứng minh quá trình phân giải đường (1933), Kuhn xác định vitamin B2 là 1 thành phấn của enzyme vàng (1935) ; H.A.Krebs tìm ra chu trình axit citric (1937), giải Nobel 1953 cùng với F.A. lipmann; Lipmann xác định vai trò trung tâm của ATP trong quá trình vận chuyển năng lượng (1939 – 1941) ; G.W. Beadle và E.L. Tatum chứng minh lý thuyết “1gen – 1 enzyme” (1940, giải Nobel 1958 cùng với J. lederberg) ; A. Kornberg khám phá ra ADN polimeraza (giải Nobel 1959 cùng với S.Ochoa).
Tính đến năm 1984 người ta đã biết đến 2477 loại enzyme khác nhau và enzyme đã có mặt trong rất nhiều hoạt động sản xuất và đời sống của con người. Cùng với việc sử dụng enzyme bất động, công nghệ enzyme đã trở thành một trong các mũi nhọn của Công nghệ sinh học.
….
Năm 1970 một số nhà bác học (H.O. Smith, K.W.Wilkox, T.J. Kelly lần đàu tiên tách được loại emzyme có khả năng cắt ADN ở những vị trí xác định. Năm 1972 nhóm bác học Mỹ H. Boyer, P. berg, S.N. Cohen lần đầu tiên tổng hợp ra được một ADN theo ý muốn, người ta gọi là ADN tái tổ hợp. Trong khoảng 1975 – 1977 nhóm bác học Mỹ F. Sanger, và W. Gilbert (giải Nobel 1980) và A. Maxam phát hiện ra một kĩ thuật cho phép xác định nhanh ****ng trật tự các nucleotit trong AND.
Năm 1978 lần đầ tiên sản xuất ra insulin ( chữa bệnh tiểu đường) bằng công nghệ gen (dùng vi khuẩn đã được ghép gen mã hóa việc sinh tổng hợp ra insulin. Năm 1982 thuốc insulin tái tổ hợp được Mỹ và Anh cho phép ứng dụng rộng rãi. Cũng vào năm này người ta đã chế tạo thành công kích tố sinh trưởng người . Năm 1988 J.D. Watson nhận chủ trì Dự án hệ gen người với kinh phí được Chính phủ Mỹ đàu tư là 3 tỉ USD. Năm 1996 hoàn thành việc khám phá hệ gen của men rượu (Saccharomyces cerevisiae). Năm 1997 Jan Wilmut và các cộng sự ở Viện nghiên cứu Roslin, gần Edinburg (Scotland) lần đầu tiên cho ra đời cừu Dolly bằng kĩ thuật sinh sản vô tính không cần tới quá trình thụ tinh.
Ngày 26/6/2000 cùng một lúc các nhà khoa học thuộc hai nhóm nghiên cứu độc lập là nhóm Consortium của F. Collins và nhóm Celera Genomics của Vainter đã công bố việc khám phá ra hầu như toàn bộ gen của người.""(Theosách Vi sinh vật học của Nguyễn Lân Dũng)

[còn tiếp nữa..]