Die geschichtliche Entwicklung der Mikrobiologie Die Mikrobiologie ist ein Teilgebiet der Biologie und beschäftigt sich mit den Mikroorganismen, den kleinsten Lebewesen der Erde. Sie beschreibt mit Beginn des 20. Jahrhunderts wird auch als Antibiotikaphase bezeichnet. Das Jahr 1928 gilt als die Geburtsstunde der Biotechnologie Die Biotechnologie ist sicherlich einer der Zukunftsmärkte mit gewaltigem Wachstumspotenzial. Sie umfasst die Gesamtheit der Prozesse der Nutzung lebender Materie . Die überragende Leistung in diesem Zeitraum war die Entdeckung und Weiterentwicklung der Antibiotika Seit den späten 1940-er Jahren werden Antibiotika in zunehmendem Maße zur gezielten Therapie von Infektionskrankheiten eingesetzt. Das erste Antibiotikum, das durch Fleming, weshalb die Zeit auch gerne als Fleming´sche Epoche bezeichnet wird. Ihre Entdeckung und Gewinnung löste zwei neue und grundlegende Entwicklungen der Mikrobiologie aus: eine neue Ära der Therapie von Infektionskrankheiten Unter Infektionskrankheiten versteht man vereinfacht das Eindringen, das Vorhandensein sowie die Vermehrung von Krankheitserregern, (Viren, Bakterien, Pilzen, Protozoen oder Parasiten) und das Entstehen der biotechnologischen Industrie.
Die Beobachtung durch den englischen Arzt und Bakteriologen Sir Alexander Fleming (1881 bis 1955) am 28. September 1928 am St. Mary’s Hospital in London, dass der Schimmelpilz Penicillium Der auch als so genannter „Pinselschimmel“ bekannte Schimmelpilz ist besonders in kühlen und gemäßigten Gebieten weit verbreitet und ein wesentlicher einen Wirkstoff ausscheidet, der das Wachstum eines pathogenen Bakteriums hemmt, revolutionierte den Stand der mikrobiologischen Forschung. Fleming erkannte sofort die Bedeutung dieser Beobachtung, da er sich bereits intensiv und seit Jahren mit der Suche nach Mitteln zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten beschäftigt hatte. Diese keimtötende Wirkung führte später zum Antibiotikum Penicillin Antibiotikum, das vom Schimmelpilz Penicillium notatum erzeugt wird. Die Wirkung dieses Antibiotikums wurde erstmals 1928 von dem britischen Bakteriologen Alexander . Allerdings sollten bis dahin noch einige Jahre vergehen, bis aus dem in äußerst geringer Menge gebildeten Antibiotikum eine Penicillinproduktion entwickelt werden konnte. In der Zeit von 1928 bis 1948 hatte Fleming an der Londoner Universiät einen Lehrstuhl für Bakteriologie Bakteriologie ist die Wissenschaft von den Bakterien, ihrer systematischen Einteilung sowie der Behandlung und Verhütung der Krankheiten, die durch Bakterieninfektionen und trieb die Forschung kontinuierlich weiter. Da das Penicillin nur eine begrenzte Wirkung auf spezifische Bakterien Der Begriff Bakterien (Bacteria) ist aus dem altgriechischem (bakterion = Stäbchen) abgeleitet und wird in der Mikrobiologie traditionell für alle aufwies, war Fleming davon getrieben, weitere Antibiotika mit einem breiteren Wirkungsspektrum zu finden. Im Jahre 1940 führten seine Bemühungen zur Anwendung der ersten Präparate. Für seine Entdeckung wurde Fleming vielfach geehrt. Im Jahr 1944 wurde er geadelt und ein Jahr später bekam er den Nobelpreis „für die Entdeckung des Penicillins und seiner heilenden Wirkung bei verschiedenen Infektionskrankheiten“. In seiner Rede anlässlich der Verleihung des Nobelpreises sprach Fleming davon, dass „die Entdeckung des Penicillins auf eine rein zufällige Verunreinigung seiner Staphylokokkenkulturen durch einen Schimmelpilz zurückzuführen ist.“ Denn im September 1928 kehrte Fleming aus den Sommerferien in sein Labor zurück und entdeckte eine Petrischale Eine Petrischale ist eine nach dem deutschen Bakteriologen R. J. Petri (1852 – 1921) benannte ursprünglich aus Glas bestehende Schale mit einer verschimmelten Bakterienkultur Eine grundlegende Methode zur Untersuchung von Bakterien ist die Zucht (Kultur) in Flüssigmedien oder auf festen Nährböden, wobei Agar die . Vor seiner Abreise hatte der Bakteriologe mit dem Krankheitserreger Staphylococcus aureus experimentiert und das Gefäß ungewaschen auf seinem Labortisch vergessen. Nach seiner Rückkehr bemerkte er, dass auf dem Nährboden Als Nährboden wird das Substrat bzw. der Untergrund bezeichnet. Schimmelpilze können prinzipiell alle Substrate belegen. Hierfür können sie ggf. sogar ein Schimmelpilz gewachsen war, in dessen Nähe sich die Staphylokokken nicht mehr vermehren konnten. Somit fand Fleming heraus, dass der Schimmelpilz in der Lage war, Bakterien abzutöten. Es gelang ihm, die bakterientötende Substanz aus dem Schimmelpilz zu extrahieren und nannte diese Penicillin. Allerdings kam Fleming nicht auf die Idee, den Wirkstoff auch als Medikament zu verwenden. Dieser Pilz wurde schließlich als Penicillium notatum identifiziert.
Erst 10 Jahre später stießen die Forscher Howard W. Florey und Ernst B. Chain auf der systematischen Suche nach bakterienabtötenden Stoffen auf die Forschungsergebnisse von Fleming. Nach zahlreichen Versuchen an Tieren wurde 1941 das erste Mal Penicillin am Menschen eingesetzt. Dieser litt unter hohem Fieber, das sich dann aber nach kurzer Zeit legte. Man stoppte daraufhin die Einnahme des Penicillins und wenige Tage später verstarb der Patient. Daraus zogen die Wissenschaftler die Schlussfolgerung, dass eine langzeitige Einnahme von Penicillin nötig ist, auch wenn die Symptome Der Begriff Symptome ist in Bezug auf Schimmelpilze in Innenräumen mehrfach belegt. Zum einen geht es um die Symptome, die bereits verschwunden sind. Das Forscherteam ist überrascht, wie effektiv Penicillin selbst gegen aggressive, normalerweise todbringende Bakterien wirkt. Den Forschern ist sofort klar, dass Penicillin eine wichtige Rolle in der Kriegsmedizin spielen wird. Im Jahre 1942 begann die industrielle Produktion von Penicillin, die eine große Rolle für die Soldaten im zweiten Weltkrieg spielte. Ab 1944 konnte auch die allgemeine Bevölkerung mit Penicillin behandelt werden.
Kaum bekannt ist, dass Fleming nicht der erste Forscher war, der diese Beobachtungen machte. Dass, Pilze Pilze sind chlorophyllfreie Organismen mit heterotropher Ernährungsweise (Ernährung durch Aufnahme organischer Nahrung), die sich durch Sporen verbreiten und vermehren. Alle der Gattung Die Gattung ist eine systematische Kategorie oberhalb der Art, die mehrere Arten zusammenfasst. Penicillium das Wachstum von Bakterien hemmen können, hatten auch schon 1870 John Burden Sanderson und ein Jahr später Joseph Lister gemacht. Weiterhin müssen William Roberts im Jahre 1874 und der französische Medizinstudent Ernest Duchesne im Jahr 1896 genannt werden. Das Ende dieser Phase wurde durch Waksman bestimmt, der im Jahre 1944 nachweisen konnte, dass die im Boden verbreiteten Streptomyceten zahlreiche Antibiotika bilden. Dies war der Grundstein, um daraus ein zweites Antibiotikum zu entwickeln. Zur Gewinnung dieser Wirkstoffe wurde die so genannte Fermentationstechnik entwickelt, die eine Kultivierung Unter Kultivierung versteht der Mikrobiologe die Schaffung und das Aufrechterhalten von Bedingungen, die ein optimales Wachstum von Mikroorganismen ermöglichen. Symbolisch großer Mengen an Mikroben ermöglichte. Damit war dann endgültig der Durchbruch der industriellen Mikrobiologie geschafft.1
Die letzte Phase im geschichtlichen Rückblick der Mikrobiologie beginnt mit Ende des zweiten Weltkrieges und kann heute rücklickend als Grundlage der Gentechnik bezeichnet werden. Mit ihr wurde die Herausbildung der molekularen Mikrobiologie möglich. Die Basis hierfür legten die Forschungen in den 1930-er Jahren, in denen das Adaptionsvermögen der Mikroorganismen Mikroorganismen stellen die Wurzel des „Stammbaums des Lebens“ auf der Erde dar. Sie produzieren etwa zwei Drittel der gesamten Biomasse und vor allem ihre Fähigkeit, auf verschiedenen Nährstoffen wachsen zu können, nachgewiesen wurde. Es gelang der Nachweis, dass die Flexibilität der Mikroorganismen mit einer unterschiedlichen Enzymausstattung der Zellen verbunden ist. Im Wesentlichen gingen die Forschungen der Adaption auf den französischen Biochemiker Jacques Lucien Monod (1910 bis 1976) zurück. Monod stellte im Jahre 1942 fest, dass eine bestimmte Kultur zunächst Glucose und nach einer Zwischenphase Lactose zum Wachstum benutzt, wenn diese auf einem Mischsubstrat wächst. Diese Erkenntnis ging als „Diauxie-Phänomen“ in die mikrobiologische Geschichte ein. Neben Monod konnte auch der Mikrobiologe François Jacob durch tiefgreifende genetische und biochemische Untersuchungen im Jahre 1961 daraus die Grundprinzipien der Stoffwechselregulation und die Regulation der Enzymsynthese und der Enzymaktivität ableiten. In den folgenden Jahren entwickelte Monod zusammen mit Jacob das so genannte „ Operon Siehe Genregulation. -Modell“. Dieses erklärt, wie die Aktivität von Genen an- oder abgeschaltet werden kann (Regulation der Genaktivität). Im Jahr 1965 erhielt er dafür gemeinsam mit François Jacob und André Lwoff den Nobelpreis für Physiologie und Medizin. Sechs Jahre später wurde Prof. Dr. Jacques Lucien Monod zum Direktor des Pasteur-Instituts berufen. Der einfache Umgang mit mikrobiellen Systemen und ihre schnelle Vermehrung und Struktur sind die Grundlage für die maßgebenden Erkenntnisse der Molekularbiologie und - Genetik Vererbungslehre; ein wichtiger Teil ist die Pilzgenetik. . Sie stellt heute die Grundlage und Basis der Gentechnik dar.1
1 Fritsche in „Mikrobiologie“ (Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg)