Historia de la Microbiología

La historia de la Microbiología, como todas las historias, dependen de la visión del recopilador. La que presentamos a continuación ha sido elaborada a lo largo de varios años de docencia de Microbiología General en una Facultad de Biología. Para tener una visión diferente, pueden consultar la historia que elaboró la «American Society for Microbiology» o la elaborada por distintos profesores de la Universidad de Granada.

Los microorganismos, seres vivos que no pueden ser vistos a simple vista, sólo pudieron ser estudiados cuando se pusieron a punto los instrumentos ópticos necesarios (microscopios) para poder visualizarlos. Sin embargo, los efectos de los microorganismos como agentes causantes de enfermedades y su papel en la elaboración de vino, cerveza, vinagre, queso, yogures y alimentos fermentados se suponían desde la más remota antiguedad. Así por ejemplo, la producción de cerveza era conocida por los sumerios y los babilonios antes del año 6000 AC, los egipcios, 4000 años AC, fabricaban pan y en el Génesis se describe que Noé ya consumía vino (Capítulos 9:20 y 9:21. «Noé se dedicó a la labranza y plantó una viña. Bebió del vino, se embriagó y quedó……»)

Etapa inicial

  • 1546. Frascatoro sugirió que las enfermedades son causadas por organismos invisibles o «fomites«.
  • 1595. Janssen desarrolló el primer microscopio compuesto.
  • 1676. Leeuwenhoek  fue el primero en observar bacterias o «animálculos».
  • 1688. Redi  fue el primero en refutar la teoría de la generación espontánea en gusanos.
  • 1768. Spallanzani intentó refutar la teoría de la generación espontánea en microorganismos, pero no convenció.
  • 1798. Jenner desarrolló la primera vacuna contra la viruela humana.
  • 1835. Bassi demostró que una enfermedad del gusano de seda era producida por un hongo.
  • 1845. Berkeley descubrió el hongo acuático (Phytophthora infestans) que producía la podredumbre de la patata.
  • 1847. Semmelweis propuso la utilización de antisépticos para evitar la fiebre puerperal.
  • 1849. Snow realizó el primer estudio epidemiológico del cólera en Londres.
  • 1857. Pasteur descubrió la fermentación láctica
  • 1860. Pasteur demostró el papel de las levaduras en la fermentación alcohólica
  • 1864. Pasteur refutó de manera convincente la teoría de la generación espontánea.
  • 1867. Robert Lister empezó a utilizar antisépticos en cirugía.
  • 1869. Miescher descubrió los ácidos nucleicos (DNA) en el esperma de trucha.
  • 1876. Ferdinand Cohn descubrió las endosporas bacterianas
  • 1876. Koch demostró que el carbunco o antrax era causado por Bacillus anthracis.
  • 1882. Koch descubrió Mycobacterium tuberculosis.
  • 1884. Publicación de los Postulados de Kock.
  • 1884. Desarrollo de la Tinción de Gram.
  • 1885. Pasteur puso a punto una vacuna contra la rabia.
  • 1886. Escherich descubrió Escherichia coli.
  • 1887. Richard Petri introdujo el uso de las placas Petri en Microbiología.
  • 1889. Beijerinck aisló bacterias fijadoras de nitrógeno de los nódulos presentes en las raíces de leguminosas.
  • 1890. Winogradsky estudió las bacterias del azufre y las bacterias nitrificantes.
  • 1890. von Behring y Kitasato descubrieron la antitoxina diftérica
  • 1892. Ivanovski demostró que el mosaico del tabaco era producido por un virus.
  • 1894. Kitasato y Yersin demostraron que Yersinia pestis era el microorganismo causante de la peste.

Siglo XX

  • 1905. Schaudinn y Hoffmann demostraron que Treponema pallidum era el agente productor de la sífilis.
  • 1909. Reed confirmó que la fiebre amarilla era transmitida por mosquitos, hecho previamente observado por Finlay en 1881.
  • 1909. Ricketts demostró que la fiebre de las Montañas Rocosas era transmitida por garrapatas, aisló el microorganismo causante de la enfermedad (Rickettsia) y murió de dicha enfermedad.
  • 1910. Ehrlich descubrió el salvarsán, primer agente quimioterapéutico (balas mágicas) frente a la sífilis.
  • 1911. Rous descubridor del virus (retrovirus) que produce tumores (sarcoma) en pollos.
  • 1915.  Twort y Herelle (1917) descubrieron los virus que infectan bacterias (bacteriófagos).
  • 1923. Primera edición del Manual Bergey de Microbiología.
  • 1928. Griffith  llevó a cabo el descubrimiento de la transformación bacteriana.
  • 1928. Fleming aisló la penicilina de un cultivo de Penicillium notatum.
  • 1931. Cornelius van Niel demostró que el SH2 puede ser donador de electrones en la fotosíntesis anoxigénica.
  • 1933. Zernike  desarrolló el microscopio de contraste de fases que permite ver microorganismos vivos.
  • 1933. Ruska  inventó el microscopio electrónico.
  • 1935. Stanley consiguió cristalizar el virus del mosaico del tabaco (TMV) y permaneció activo después de la cristalización.
  • 1935. Domagk  descubrió las sulfamidas, el primer agente quimioterapeútico.
  • 1941. Beadle y Tatum formularon la hipótesis de «un gen-un enzima».
  • 1943. Delbruck y Luria estudiaron la herencia de los caracteres genéticos en bacterias.
  • 1944. Avery, MacLeod y McCarty demostraron que el DNA es el material genético.
  • 1944. Waksman aisló la estreptomicina de un cultivo de Streptomyces griseus.
  • 1946. Lederberg y Tatum demostraron la existencia de conjugación en Escherichia coli.
  • 1950. Lwoff  estudió el fenómeno de la lisogenia.
  • 1951. Barbara McClintock descubrió los transposones
  • 1952. Hershey y Chase demostraron que el DNA era el material genético de algunos virus.
  • 1952. Zinder y Lederberg descubrieron el fenómeno de la transducción generalizada.
  • 1952. Lederberg  introdujo el concepto de plásmido.
  • 1953. Watson y Crick  consiguieron dilucidar la estructura en doble hélice del DNA.
  • 1955.  Jacob y Wollman demostraron la existencia del plásmido F en Escherichia coli.
  • 1955. Fraenkel-Conrat y Williams demostraron que el RNA era el material genético del virus del mosaico del tabaco.
  • 1961. Jacob y Monod  proporcionaron el primer ejemplo de control de la expresión de genes a nivel de transcripción: modelo del operón.
  • 1961. Nirenberg y Matthaei descubrieron que el codón UUU codificaba para el aminoácido fenilalanina, experimento que sentó las bases para la elucidación del código genético.
  • 1964. Khorana completó la elucidación del código genético.
  • 1964. Holley  aisló los RNAs de transferencia (tRNA), moléculas que incorporan los aminoácidos activados en las proteínas.
  • 1967. Thomas Brock descubrió bacterias capaces de crecer en agua en ebullición.
  • 1969. Temin, Baltimore y Dulbecco descubrieron los retrovirus y la transcriptasa reversa.
  • 1969. Brock y Freeze descubrieron Thermus aquaticus, fuente de la Taq polimerasa.
  • 1970. Arber, Nathans y Smith descubrieron los enzimas de restricción, herramientas esenciales para el desarrollo de la Ingeniería Genética.
  • 1973. Ames puso a punto un test bacteriano para detectar mutágenos y carcinógenos: Test de Ames.
  • 1976. Aparición en Filadelfia (USA) de la enfermedad de los legionarios.
  • 1977. Woese y Fox  reconocieron las Archeas como el tercer dominio de los seres vivos.
  • 1977. Sanger desarrolló el método de los dideoxinucleótidos para la secuenciación del DNA.
  • 1977. Maxam y Gilbert pusieron a punto un método químico para la secuenciación del DNA.
  • 1979. Producción de insulina humana usando Escherichia coli mediante técnicas de Ingeniería Genética. Se comercializó en 1982.
  • 1979. La Organización Mundial de la Salud declaró la erradicación de la viruela.
  • 1981. Prusiner descubrió los priones, agentes causantes de la encefalopatía espongiforme bovina (enfermedad de las vacas locas) y de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.
  • 1984. Gallo y Montagnier  llevaron a cabo el aislamiento e identificación del virus del SIDA.
  • 1984. Mullis  utilizó la Taq polimerasa para llevar a cabo la reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
  • 1984. Marshall y Warren demostraron el papel de Helicobacter pylori en la úlcera de estómago.
  • 1991. Clements y Bullivant  descubrieron Epulopiscium fishelsoni, la mayor célula procariota (1).
  • 1992. Las bacterias pueden tener cromosomas lineales (2).
  • 1995. Secuenciación de genoma de Haemophilus influenzae (3).
  • 1996. Secuenciación del genoma de Saccharomyces cerevisiae
  • 1997. Secuenciación del genoma de  Escherichia coli (4).
  • 1999. Descubrimiento de Thiomargarita namibiensis, la bacteria gigante (5).

Siglo XXI

  • 2000. Heidelberg y col. encontraron que Vibrio cholerae tiene dos cromosomas circulares (6).
  • 2002. Hopwood y col. realizaron la secuenciación del genoma de Streptomyces coelicolor (7).
  • 2002. Aparición en China de la neumonía atípica (síndrome respiratorio agudo, SARS), enfermedad respiratoria producida por un coronavirus.
  • 2003. Aparición en Asia de la gripe aviar producida por el subtipo HPAI A(H5N1) del virus Influenza A que puede transmitirse al hombre.
  • 2004. Secuenciación del genoma de Legionella pneumophila, el microorganismo productor de la enfermedad de los legionarios (8).
  • 2007. Secuenciación del genoma de Saccharopolyspora erythraea (9), el microorganismo productor del antibiótico eritromicina.
  • 2008. Muere Joshua Lederberg, Premio Nobel en 1958 a los 33 años. Acuñó el concepto de plásmidos y descubrió la «sexualidad» en bacterias.
  • 2008. Premio Nobel de Medicina para Harald zur Hausen, descubridor del virus del papiloma humano que causa el cáncer cervical, y para Francoise Barré-Sinoussi y Luc Montagnier, descubridores del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) causante del SIDA.
  • 2008. Premio Nobel de Química para los estadounidenses Osamu Shimomura, Martin Chalfie y Roger Y. Tsien «por su descubrimiento y desarrollo de la proteína verde fluorescente (GFP)», herramienta indispensable para la biología y la medicina modernas.
  • 2008. Descubren una bacteria (Candidatus Desulforudis audaxviator) a 2500 m de profundidad (10).
  • 2009. Descubren bacterias que viven bajo los hielos de la Antártida (11).
  • 2009. Aparición en México de un brote de gripe porcina, posteriormente llamada gripe A H1N1. ( Abril).
  • 2009. Los granulos de polihidroxialcanoatos no son meros acumulos intracelulares (12).
  • 2009. Se empieza a hablar del concepto «filogenómico» de especie.
  • 2009. Se descubren genes en Escherichia coli que obtienen hierro del grupo hemo (13).
  • 2009. Se descubre el proceso de esporulación en Mycobacterium (14). En Febrero del 2010 se publica que los resultados no eran correctos (15).
  • 2009. Bacillus subtilis puede producir dos esporas en la misma célula madre (16).
  • 2009. Agosto. Caracterización «in vivo» e «in vitro» del virus H1N1 (17).
  • 2009. Primeras evidencias de endosimbiosis entre procariotas (18).
  • 2010. «Creación» de vida artificial (19) por Craig Venter
  • 2010. Caracterización del microbioma oral humano (20).
  • 2011. Aparición en Hamburgo (Alemania) de un brote de Escherichia coli enterohemorrágica (O104H4) transmitido supuestamente por pepinos españoles. Publicación de la secuenciación de la cepa (21).
  • 2011. Publicación del descubrimiento de una bacteria que vive en altas concentraciones de arsénico y lo incorpora en el DNA (22). Se produce una gran controversia en el mundo científico.
  • 2012. Se descubre que las Halobacterias (Archaeas) proceden de una archaea metanógena que ha adquirido alrededor de 1000 genes de eubacterias (23).
  • 2013. Se demuestra el papel beneficioso de la bacteria Akkermansia muciniphila en el control de la obesidad y diabetes (24).
  • 2013. Noviembre. Muere Fred Sanger, uno de los pocos científicos que ganó dos Premios Nobeles, uno en 1958 y el segundo en 1980.
  • 2014. Creación de un cromosoma artificial e introducción en Saccharomyces cerevisiae [25].
  • 2014. Construcción de organismo semisintético con un código genético expandido [26].
  • 2015. Aislamiento de un microorganismo capaz de realizar la oxidación completa de amonio a nitrito (comammox) [27].
  • 2015. Premio Nobel de Medicina a William Campbell, Satoshi Omura, and Youyou Tu por sus contribuciones al desarrollo de antiparasitarios (avermectinas y artemisina)
  • 2015. Premio Nobel de Química a Tomas LindahlPaul Modrich y Aziz Sancarr, considerados los padres de los mecanismos de reparación del DNA.
  • 2018. Construcción de una levadura con un único cromosoma [28]
  • 2018. Premio Nobel de Química a Frances H. Arnold “for the directed evolution of enzymes” and the other half jointly to George P. Smith and Sir Gregory P. Winter ”for the phage display of peptides and antibodies”.
  • 2020. Premio Nobel de Medicina para  Harvey J. AlterMichael Houghton and Charles M. Rice “for the discovery of Hepatitis C virus”. Thanks to their discovery, highly sensitive blood tests for the virus are now available and these have essentially eliminated post-transfusion hepatitis in many parts of the world, greatly improving global health.
  • 2020. Premio Nobel de Química para Emmanuelle Charpentier and Jennifer A. Doudna “for the development of a method for genome editing”. Since Charpentier and Doudna discovered the CRISPR/Cas9 genetic scissors in 2012 their use has exploded. The genetic scissors have taken the life sciences into a new epoch and, in many ways, are bringing the greatest benefit to humankind. La Fundación Nobel olvidó al descubridor de CRISPR, el español Francis Mojica
  • 2020. Año de la pandemia del SARS-CoV-2. Miles de muertos en casi todos los países del mundo.
  • 2021. Vacunas contra el SARS-CoV-2 basadas en RNA. La implementación de dichas vacunas fue posible gracias a los trabajos de Katalin Karikó.
  • 2022. Uso de la terapia fágica en una víctima de un ataque suicida con bomba en el aeropuerto de Bruselas. La víctima tenía una infección producida por una cepa de  Klebsiella pneumoniae multirresistente a antibióticos. https://doi.org/10.1038/s41467-021-27656-z

Bibliografia

  1. Clements, K D, y S Bullivant. 1991. An unusual symbiont from the gut of surgeonfishes may be the largest known prokaryote. J. Bacteriol. 173, no. 17 (Septiembre 1): 5359-5362. http://jb.asm.org/cgi/content/abstract/173/17/5359.
  2. Davidson, B E, J MacDougall, y I Saint Girons. 1992. Physical map of the linear chromosome of the bacterium Borrelia burgdorferi 212, a causative agent of Lyme disease, and localization of rRNA genes. J. Bacteriol. 174, no. 11 (Junio 1): 3766-3774. http://jb.asm.org/cgi/content/abstract/174/11/3766.
  3. Fleischmann, RD, MD Adams, O White, RA Clayton, EF Kirkness, AR Kerlavage, CJ Bult, et al. 1995. Whole-genome random sequencing and assembly of Haemophilus influenzae Rd. Science 269, no. 5223 (Julio 28): 496-512. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/269/5223/496.
  4. Blattner, Frederick R., Guy Plunkett, Craig A. Bloch, Nicole T. Perna, Valerie Burland, Monica Riley, Julio Collado-Vides, et al. 1997. The Complete Genome Sequence of Escherichia coli K-12. Science 277, no. 5331 (Septiembre 5): 1453-1462. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/277/5331/1453.
  5. Schulz, H. N., T. Brinkhoff, T. G. Ferdelman, M. Hernández Mariné, A. Teske, y B. B. Jørgensen. 1999. Dense Populations of a Giant Sulfur Bacterium in Namibian Shelf Sediments. Science 284: 493-495. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/284/5413/493.
  6. Heidelberg, J F, J A Eisen, W C Nelson, R A Clayton, M L Gwinn, R J Dodson, D H Haft, et al. 2000. DNA sequence of both chromosomes of the cholera pathogen Vibrio cholerae. Nature 406: 477-483. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10952301.
  7. Bentley, S. D., K. F. Chater, A.-M. Cerdeño-Tarraga, G. L. Challis, N. R. Thomson, K. D. James, D. E. Harris, et al. 2002. Complete genome sequence of the model actinomycete Streptomyces coelicolor A3(2). Nature 417: 141-147. http://dx.doi.org/10.1038/417141a.
  8. Chien, Minchen, Irina Morozova, Shundi Shi, Huitao Sheng, Jing Chen, Shawn M. Gomez, Gifty Asamani, et al. 2004. The Genomic Sequence of the Accidental Pathogen Legionella pneumophila. Science 305: 1966-1968. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/305/5692/1966.
  9. Oliynyk, Markiyan, Markiyan Samborskyy, John B Lester, Tatiana Mironenko, Nataliya Scott, Shilo Dickens, Stephen F Haydock, y Peter F Leadlay. 2007. Complete genome sequence of the erythromycin-producing bacterium Saccharopolyspora erythraea NRRL23338. Nature Biotechnology 25, no. 4 (Abril): 447-453. doi:10.1038/nbt1297. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17369815.
  10. Chivian, Dylan, Eoin L. Brodie, Eric J. Alm, David E. Culley, Paramvir S. Dehal, Todd Z. DeSantis, Thomas M. Gihring, et al. 2008. Environmental Genomics Reveals a Single-Species Ecosystem Deep Within Earth. Science 322: 275-278. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/322/5899/275.
  11. Mikucki, Jill A., Ann Pearson, David T. Johnston, Alexandra V. Turchyn, James Farquhar, Daniel P. Schrag, Ariel D. Anbar, John C. Priscu, y Peter A. Lee. 2009. A Contemporary Microbially Maintained Subglacial Ferrous «Ocean». Science 324: 397-400. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/324/5925/397.
  12. Jendrossek, Dieter. 2009. Polyhydroxyalkanoate granules are complex subcellular organelles (carbonosomes). Journal of Bacteriology 191: 3195-3202. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19270094.
  13. Létoffé, Sylvie, Gesine Heuck, Philippe Delepelaire, Norbert Lange, y Cécile Wandersman. 2009. Bacteria capture iron from heme by keeping tetrapyrrol skeleton intact. Proceedings of the National Academy of Sciences 106, no. 28 (Julio 14): 11719-11724. doi:10.1073/pnas.0903842106. http://www.pnas.org/content/106/28/11719.abstract.
  14. Ghosh, Jaydip, Pontus Larsson, Bhupender Singh, B M Fredrik Pettersson, Nurul M Islam, Sailendra Nath Sarkar, Santanu Dasgupta, y Leif A Kirsebom. 2009. Sporulation in mycobacteria. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106, no. 26 (Junio 30): 10781-10786. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19541637.
  15. Traag, B. A., A. Driks, P. Stragier, W. Bitter, G. Broussard, G. Hatfull, F. Chu, K. N. Adams, L. Ramakrishnan, y R. Losick. 2009. Do mycobacteria produce endosporeTraag, B. A., A. Driks, P. Stragier, W. Bitter, G. Broussard, G. Hatfull, F. Chu, K. N. Adams, L. Ramakrishnan, y R. Losick. 2009. Do mycobacteria produce endospores? Proceedings of the National Academy of Sciences 107, no. 2 (12): 878-881. doi:10.1073/pnas.0911299107. http://www.pnas.org/content/early/2009/12/15/0911299107.short.
  16. Eldar, Avigdor, Vasant K. Chary, Panagiotis Xenopoulos, Michelle E. Fontes, Oliver C. Loson, Jonathan Dworkin, Patrick J. Piggot, y Michael B. Elowitz. 2009. Partial penetrance facilitates developmental evolution in bacteria. Nature 460, no. 7254 (Julio 23): 510-514. http://dx.doi.org/10.1038/nature08150.
  17. Itoh, Yasushi, Kyoko Shinya, Maki Kiso, Tokiko Watanabe, Yoshihiro Sakoda, Masato Hatta, Yukiko Muramoto, et al. 2009. In vitro and in vivo characterization of new swine-origin H1N1 influenza viruses. Nature 460, no. 7258: 1021-1025. http://dx.doi.org/10.1038/nature08260.
  18. Lake, James A. 2009. Evidence for an early prokaryotic endosymbiosis. Nature 460, no. 7258: 967-971. http://dx.doi.org/10.1038/nature08183.
  19. Gibson, Daniel G., John I. Glass, Carole Lartigue, Vladimir N. Noskov, Ray-Yuan Chuang, Mikkel A. Algire, Gwynedd A. Benders, et al. 2010. Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome. Science (Mayo 20): science.1190719. http://dx.doi.org/10.1126/science.1190719.
  20. Dewhirst, Floyd E., Tuste Chen, Jacques Izard, Bruce J. Paster, Anne C. R. Tanner, Wen-Han Yu, Abirami Lakshmanan, y William G. Wade. 2010. The Human Oral Microbiome. J. Bacteriol. 192, nº. 19 (Octubre 1): 5002-5017. http://jb.asm.org/cgi/content/abstract/192/19/5002.
  21. David A Rasko et al., “Origins of the E. coli Strain Causing an Outbreak of Hemolytic-Uremic Syndrome in Germany,” The New England Journal of Medicine (July 27, 2011), http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21793740.
  22. Wolfe-Simon, Felisa, Jodi Switzer Blum, Thomas R. Kulp, Gwyneth W. Gordon, Shelley E. Hoeft, Jennifer Pett-Ridge, John F. Stolz, et al. 2011. A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus. Science 332, no. 6034 (Junio 3): 1163 -1166. http://dx.doi.org/10.1126/science.1197258.
  23. Nelson-Sathi S, Dagan T, Landan G, Janssen A, Steel M, McInerney JO, Deppenmeier U, & Martin WF (2012). Acquisition of 1,000 eubacterial genes physiologically transformed a methanogen at the origin of Haloarchaea. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109 (50), 20537-42. PMID: 23184964
  24. Amandine Everard, Clara Belzer, Lucie Geurts, Janneke P. Ouwerkerk, Céline Druart, Laure B. Bindels, Yves Guiot, Muriel Derrien, Giulio G. Muccioli, Nathalie M. Delzenne, Willem M. de Vos, and Patrice D. Cani. Cross-talk between Akkermansia muciniphila and intestinal epithelium controls diet-induced obesity PNAS 2013 ; published ahead of print May 13, 2013, http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1219451110 .
  25. Annaluru, N., Muller, H., Mitchell, L.A., Ramalingam, S., Stracquadanio, G., Richardson, S.M., et al. (2014) Total Synthesis of a Functional Designer Eukaryotic Chromosome. Science 1249252. https://www.sciencemag.org/content/early/2014/03/26/science.1249252.abstract.
  26. Malyshev, D.A., Dhami, K., Lavergne, T., Chen, T., Dai, N., Foster, J.M., et al. (2014) A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet. Nature 509,385–388. http://www.nature.com/nature/journal/v509/n7500/full/nature13314.html
  27. Kessel, M.A.H.J. van, Speth, D.R., Albertsen, M., Nielsen, P.H., Camp, H.J.M.O. den, Kartal, B., et al. (2015) Complete nitrification by a single microorganism. Nature  Preliminary version published December 3, 2015.

    28. Luo, J., Sun, X., Cormack, B. P., & Boeke, J. D. (2018). Karyotype engineering by chromosome fusion leads to reproductive isolation in yeast. Nature. http://doi.org/10.1038/s41586-018-0374-x