میکروبیولوژی علم مطالعه ارگانیسم‌‌های میکروسکوپی مانند باکتری‌‌ها، قارچ‌‌ها و پروتیست‌ها (تک سلولی‌ها) است. این علم همچنین شامل تحقیق و بررسی در مورد ویروس‌‌ها نیز می‌شود که از نظر تعریف جامع علمی به عنوان ارگانیسم زنده طبقه‌بندی نمی‌شوند، اما حاوی ماده ژنتیکی هستند. تحقیقات «میکروبیولوژی» (Microbiology) شامل کلیه جنبه‌‌های حیات این میکروارگانیسم‌‌ها از قبیل رفتار، تکامل، اکولوژی، بیوشیمی ‌و فیزیولوژی آن‌ها و همچنین آسیب‌شناسی بیماری‌‌هایی است که آن‌ها در سایر موجودات ایجاد ‌می‌کنند.

شاخه‌‌های میکروبیولوژی چیست؟
میکروبیولوژی علم گسترده‌ای است و شاخه‌های فراوانی را در بر می‌گیرد. به دلیل وجود انواع مختلف موجودات میکروسکوپی و ویژگی‌های منحصر به فرد هر کدام از آن‌ها، میکروبیولوژیست‌ها در قالب شاخه‌های متعدد به مطالعه هر یک از این نوع میکروارگانیسم‌‌ها می‌پردازند. این تقسیم‌بندی براساس تاکسونومی و زمینه‌های تحقیقاتی صورت می‌گیرد. در ادامه به معرفی اجمالی شاخه‌های مختلف علم میکروب‌شناسی می‌پردازیم:

تقسیم بندی براساس تاکسونومی
میکروبیولوژی براساس تاکسونومی به شاخه‌های زیر تقسیم می‌شود:

باکتری شناسی
«باکتری‌شناسی» (Bacteriology) شاخه‌ای از علم زیست‌شناسی و میکروبیولوژی است که به بررسی مورفولوژی یا ریخت‌شناسی، اکولوژی، ژنتیک و بیوشیمی باکتری‌ها می‌پردازد. این زیرشاخه علم میکروبیولوژی شامل شناسایی، طبقه‌بندی و مطالعه خصوصیات گونه‌های مختلف باکتریایی است.

ایمونولوژی
«ایمونولوژی» (Immunology) شاخه‌ای از زیست‌شناسی است که مطالعه سیستم ایمنی در تمام موجودات زنده را در بر می‌گیرد. این شاخه از میکروبیولوژی روابط بین عوامل بیماری‌زا مانند باکتری‌‌ها، ویروس‌‌ها و میزبان آن‌ها را نیز مورد مطالعه قرار می‌دهد. در واقع ایمونولوژی سیستم‌های ایمنی و مکانیسم‌های مبارزه بدن موجودات زنده با عوامل بیماری‌زا را بررسی می‌کند. ایمونولوژی در رشته‌های مختلف پزشکی به خصوص در زمینه‌های پیوند عضو، آنکولوژی یا سرطان‌شناسی، روماتولوژی، ویروس‌شناسی، باکتری‌شناسی، انگل‌شناسی، واکنش‌های آلرژیک و روانپزشکی کاربرد دارد.

قارچ شناسی
«قارچ شناسی» (Mycology) شاخه‌ای از زیست‌شناسی است که به مطالعه خانواده گسترده قارچ‌ها، مخمرها و کپک‌ها می‌پردازد. در قارچ‌شناسی مباحثی از جمله خصوصیات ژنتیکی و بیوشیمیایی قارچ‌ها، چگونگی طبقه‌بندی آن‌ها و کاربردهای این موجودات برای زندگی انسان و همچنین خطرات آن‌ها مانند سمیت و ایجاد عفونت مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

نماتولوژی
«نماتولوژی» (Nematology) یک رشته علمی است که به مطالعه نماتدها یا کرم‌های گرد می‌پردازد. اگرچه تحقیقات نماتولوژی به روزهای حیات دانشمندانی مانند ارسطو یا حتی قبل از آن باز می‌گردد، اما نماتولوژی به عنوان یک رشته مستقل از اواسط تا اواخر قرن نوزدهم شناخته شد. نماتودها شاخه گسترده‌ای از موجودات هستند که در طیف وسیعی از محیط‌ها زندگی می‌کنند. این کرم‌ها در گیاهان و جانوران مختلف می‌توانند عفونت و بیماری ایجاد کنند و از همین جهت، مطالعه آن‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد.

انگل شناسی
«انگل شناسی» (Parasitology) علمی است که مطالعه انگل‌ها، میزبان آن‌ها و ارتباط بین آن دو را در بر می‌گیرد. همه انگل‌‌ها، میکروارگانیسم نیستند، اما بسیاری از آن‌ها میکروسکوپی هستند و از این رو در میکروبیولوژی، شاخه‌ای به مطالعه این موجودات اختصاص داده شده است. تک یاخته‌‌ها و باکتری‌‌ها می‌تواند نوعی انگل باشند. مطالعه انگل‌‌های باکتریایی معمولاً به عنوان بخشی از باکتری‌شناسی طبقه‌بندی ‌می‌شود.

جلبک ‌شناسی
جلبک‌ها به عنوان تولیدکنندگان اصلی در اکوسیستم‌های آبی بسیار اهمیت دارند. بیشتر جلبک‌ها ارگانیسم‌های فتوسنتز کننده یوکاریوتی هستند که در یک محیط مرطوب زندگی می‌کنند. آن‌ها با عدم وجود ریشه، ساقه یا برگ از گیاهان پیشرفته متمایز می‌شوند. بسیاری از گونه‌های جلبک‌ها تک سلولی و میکروسکوپی هستند (از جمله فیتوپلانکتون و سایر میکرو جلبک‌ها) و به همین دلیل در قالب یکی از شاخه‌های میکروبیولوژی (جلبک‌شناسی یا Phycology) مورد مطالعه قرار می‌گیرند.

پروتوزئولوژی یا تک یاخته شناسی
مطالعه تک یاخته‌‌ها و ارگانیسم‌‌های تک سلولی مانند «آمیب‌ها» (Amoebae) در این شاخه قرار می‌گیرند.

ویروس ‌شناسی
«ویروس‌شناسی» (Virology) مطالعه ذرات ویروسی میکروسکوپی، انگل‌های دارای مواد ژنتیکی موجود در یک لایه پروتئینی و عوامل شبیه به ویروس را در بر می‌گیرد. این شاخه به جنبه‌های مختلف ویروس‌ها می‌پردازد که شامل ساختار، طبقه‌بندی، تکامل، راه‌های ورود آن‌ها برای آلوده کردن میزبان و نحوه بهره‌برداری آن‌ها از سلول‌های میزبان برای تولید مثل، هستند. ویروس‌شناسی به دلیل اهمیتی که در مطالعه ویروس‌های بیماری‌زای انسان دارد، در شاخه علم پزشکی نیز قرار می‌گیرد.

تقسیم‌بندی براساس زمینه تحقیقات
تحقیقات میکروبیولوژی، مانند سایر زمینه‌‌های تحقیق علمی، ‌می‌تواند در دسته‌‌های عمومی و کاربردی قرار گیرد. تحقیقات عمومی (یا اساسی) به منظور درک بهتر یک پدیده علمی و اکتشافی انجام می‌شود، در حالی که تحقیقات کاربردی مبتنی بر اطلاعاتی است که از تحقیقات عمومی جمع آوری شده و برای پاسخ به سؤالات خاص یا حل مشکلات مورد استفاده قرار می‌گیرد.

میکروبیولوژی عمومی
تحقیقات میکروبیولوژی عمومی شامل موارد زیر است:

میکروبیولوژی تکاملی (Evolutionary Microbiology)
این شاخه از میکروبیولوژی به مطالعه چگونگی تکامل میکروارگانیسم‌‌ها می‌پردازد. از میکروب گرفته تا انسان، تکامل توسعه تدریجی گونه‌ها، از نسلی به نسل دیگر، از اشکال ساده تا پیچیده را در بر می‌گیرد. این فرآیند برای اولین بار توسط چارلز داروین، هنگامی که او تئوری تکامل را مطرح کرد، توصیف شد.

میکروبیولوژی سلولی (Cellular Microbiology)
این شاخه از میکروبیولوژی، ساختار و عملکرد سلول‌های میکروبی را مورد مطالعه قرار می‌دهد. میکروبیولوژی سلولی در واقع پلی بین میکروبیولوژی و زیست‌شناسی سلولی ایجاد می‌کند.

اکولوژی یا بوم‌شناسی میکروبی (Microbial Ecology)
بوم‌شناسی میکروبی مطالعه تعامل میکروارگانیسم‌ها با محیط آن‌ها، با یکدیگر و سایر گونه‌های گیاهی و جانوری را شامل می‌شود. این علم در بر دارنده مطالعه همزیستی، چرخه‌های بیوژئوشیمیایی و تعامل میکروب‌ها با اثرات انسانی مانند آلودگی و تغییرات آب و هوایی است.

ژنتیک میکروبی (Microbial Genetics)
ژنتیک میکروبی علمی است که در زمینه میکروبیولوژی و مهندسی ژنتیک قرار می‌گیرد. ژنتیک میکروبی، میکروارگانیسم‌ها را با اهداف مختلف مطالعه می‌کند. میکروارگانیسم‌هایی که بیشتر در این زمینه مطالعه می‌شوند، شامل باکتری‌ها و آرکی‌ها هستند.

برخی از قارچ‌ها و تک یاخته‌ها نیز موضوعاتی هستند که برای مطالعه در این زمینه استفاده می‌شوند. مطالعات میکروارگانیسم‌ها شامل مطالعات ژنوتیپ و سیستم بیان ژن در آن‌ها است. ژنوتیپ‌ها نمود مولکولی ترکیبات ارثی یک ارگانیسم هستند. مهندسی ژنتیک زمینه اصلی کار و مطالعه در ژنتیک میکروبی محسوب می‌شود. استفاده از فناوری DNA نوترکیب از جمله فرایندهایی است که در این شاخه مطرح می‌شود.

این فرایند شامل ایجاد مولکول‌های DNA نوترکیب از طریق دستکاری نوکلئوتیدها در توالی DNA یک میکروارگانیسم، مثل ای. کولی است. سپس DNA ایجاد شده وارد ژنوم ارگانیسم میزبان می‌شود و اثرات بعدی آن بررسی می‌شود. کلونینگ نیز نمونه‌ای از مهندسی ژنتیک در زمینه میکروبیولوژی است.

فیزیولوژی میکروبی (Microbial Physiology)
فیزیولوژی میکروبی به عنوان مطالعه چگونگی عملکرد سلول‌های میکروبی، رشد و متابولیسم آن‌ها در موجودات زنده تعریف می‌شود. این مطالعه بر روی میکروارگانیسم‌های مختلف مانند ویروس‌ها، باکتری‌ها، قارچ‌ها و انگل‌ها صورت می‌گیرد.

میکروبیولوژی سیستم‌‌ها (Systems Microbiology)
مدل‌سازی ریاضی/محاسباتی، فعالیت‌‌های سیستم‌‌های میکروبیولوژیکی را تحت عنوان میکروبیولوژی سیستم‌‌ها مطرح می‌کنند. میکروبیولوژی سیستم‌ها با هدف ادغام اطلاعات بیولوژیکی اساسی با ژنومیک‌ها، رونوشت‌ها، متابولیکس‌ها، گلیکومیکس‌ها، پروتئومیکس‌ها و داده‌های دیگر، به منظور ایجاد یک مدل یکپارچه از عملکرد یک سلول میکروبی یا اجتماع از آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. میکروارگانیسم‌ها برای مطالعات میکروبیولوژی سیستم‌‌ها، ایده‌آل به شمار می‌آیند، زیرا به راحتی قابل دستکاری هستند و نقش مهمی در زیست کره و سلامت انسان دارند.

میکروبیولوژی کاربردی
تحقیقات میکروبیولوژی کاربردی موارد زیر را در بر می‌گیرند:

میکروبیولوژی کشاورزی (Agricultural Microbiology)
​​مطالعه میکروارگانیسم‌‌هایی که با گیا‌هان و خاک در تعامل هستند، در حیطه مطالعات میکروبیولوژی کشاورزی قرار می‌گیرند. در واقع میکروبیولوژی کشاورزی شاخه‌ای از میکروبیولوژی است که با میکروب‌های مرتبط با گیاه و بیماری‌های گیاهی و جانوری سروکار دارد. همچنین با میکروبیولوژی باروری خاک مانند تخریب میکروبی مواد آلی و تحولات مواد مغذی خاک نیز مرتبط است

میکروبیولوژی مواد غذایی (Food Microbiology)
میکروبیولوژی غذایی، مطالعه میکروارگانیسم‌هایی است که در تهیه مواد غذایی، مهار تولید آن‌ها یا آلوده کردن مواد غذایی شرکت می‌کنند. این شاخه از میکروبیولوژی کاربردی شامل مطالعه میکروارگانیسم‌هایی نیز می‌شود که برای تولید غذاهای تخمیر شده مانند پنیر، ماست، نان، آب‌جو و شراب مورد استفاده قرار می‌گیرند.

میکروبیولوژی پزشکی (Medical Microbiology)
میکروبیولوژی پزشکی، زیر مجموعه بزرگی از میکروبیولوژی است که در حیطه پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شاخه در زمینه پیشگیری، تشخیص و درمان بیماری‌های عفونی مطالعه می‌کند. علاوه بر این، میکروبیولوژی پزشکی کاربردهای مختلف بالینی میکروب‌ها را برای بهبود سلامت انسان مورد مطالعه قرار می‌دهد.

بیوتکنولوژی میکروبی (Microbial Biotechnology)
بیوتکنولوژی میکروبی یا میکروبیولوژی صنعتی استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای به دست آوردن یک محصول یا فعالیت با ارزش اقتصادی در مقیاس تجاری یا بزرگ است. میکروارگانیسم‌های مورد استفاده در فرآیندهای صنعتی، سویه‌های جهش یافته یا مهندسی ژنتیک شده هستند.

میکروبیولوژی دارویی (Pharmaceutical Microbiology) چیست؟
مطالعه میکروارگانیسم‌‌های مورد استفاده در محصولات دارویی مانند واکسن‌‌ها و آنتی بیوتیک‌‌ها را میکروبیولوژی دارویی می‌گویند. میکروبیولوژی دارویی یک شاخه کاربردی از میکروبیولوژی به شمار می‌آید. این علم شامل مطالعه میکروارگانیسم‌های مرتبط با تولید محصولات دارویی است، به عنوان مثال به حداقل رساندن تعداد میکروارگانیسم‌ها در یک محیط فرآیند، استخراج میکروارگانیسم‌ها و محصولات زیستی میکروبی مانند اگزوتوکسین و اندوتوکسین از آب و سایر مواد اولیه و اطمینان از استریل بودن محصول دارویی نهایی، از جمله فعالیت‌های زیر شاخه میکروبیولوژی دارویی به شمار می‌آیند.

میکروبیولوژیست‌ها در چه زمینه‌هایی مشغول به کار می‌شوند؟
در دهه‌های گذشته، میکروبیولوژیست‌ها عمدتاً در محیط تحقیقات آزمایشگاهی کار می‌کردند. با شناسایی اهمیت نقش میکروب‌ها در جهان، اکنون میکروبیولوژیست‌ها در زمینه‌های مختلفی از جمله تولید مواد غذایی، علوم زیست محیطی، پزشکی و تحقیقات اساسی نیز فعالیت می‌کنند. آن‌ها در بیمارستان‌ها، دانشگاه‌ها، شرکت‌های خصوصی، سازمان‌های دانش بنیان و دولتی کار می‌کنند و در عناوین شغلی مختلفی از کارشناس ایمنی زیستی گرفته تا استاد دانشگاه مشغول به کار هستند. شما می‌توانید به عنوان یک میکروبیولوژیست با آموزش در این رشته در مقاطع مختلف از کارشناسی تا دکتری با عناوین مختلف در زمینه‌های متنوع میکروبیولوژی مشغول به کار شوید.

اکثر مشاغل موجود در میکروب‌شناسی حداقل به تحصیل تا مقطع کارشناسی نیاز دارند. با داشتن مدرک کارشناسی، ‌می‌توانید به عنوان کارشناس تحقیق و پژوهش در آزمایشگاه دانشگاهی یا صنعتی مشغول به کار شوید و پشتیبانی فنی ارائه دهید. همچنین ‌می‌توانید یک کارشناس تضمین کیفیت در صنایع غذایی، زیست محیطی، دارویی یا بیوتکنولوژی باشید یا با آموزش‌‌های بیشتر تبدیل به یک کارشناس میکروبیولوژی پزشکی شوید.

علاوه بر این مشاغل آزمایشگاهی و فنی، چندین مسیر شغلی دیگر نیز وجود دارد که می توانید با لیسانس میکروبیولوژی طی کنید. ترکیب میکروبیولوژی با یک رشته دیگر، مانند آموزش، تجارت، روزنامه نگاری علمی، طیف گسترده‌تری از گزینه‌های شغلی را فراهم می‌کند. چنین گزینه‌های شغلی شامل تدریس در مدارس، فعالیت به عنوان نماینده علمی، نوشتن مطالب علمی برای عموم مردم یا انجام امور نظارتی بهداشتی هستند. تکمیل مدرک کارشناسی میکروبیولوژی نیز زمینه لازم برای ادامه تحصیل در زمینه‌های پزشکی، دامپزشکی، دندانپزشکی یا پزشکی قانونی را فراهم می‌کند.

با پیشرفت در مقاطع تحصیلی در رشته میکروبیولوژی، انتخاب‌های شغلی شما بیشتر گسترش می‌یابد. مدرک کارشناسی ارشد می‌تواند شما را به عنوان سرپرست آزمایشگاه یا مربی در دانشگاه واجد شرایط کند. مدرک دکتری میکروبیولوژی تقریباً برای موقعیت‌های شغلی بالاتر در میکروبیولوژی و سایر علوم مرتبط لازم است. با مدرک دکتری در میکروبیولوژی، شما می‌توانید واجد شرایط برای انجام تحقیقات مستقل، تدریس برای دانشجویان کارشناسی و کارشناسی ارشد باشید یا مسئولیت‌های اجرایی در زمینه‌های مختلف میکروبیولوژی عمومی و کاربردی را بر عهده بگیرید.

مشاهده سرفصل ها و دروس این رشته در موسسه آموزش عالی خرد بوشهر