미생물학

이 책의 특징

- 바이러스, 세균, 고균, 진핵미생물의 역사, 종류, 대사, 유전, 분류, 생태, 지구원소 순환, 항생물질에 대한 소개부터 병원미
생물학, 식품미생물학 및 산업미생물학을 망라하여 총 28개의 챕터로 그 분야에서 최고의 전문가 3~10인을 저자로 선정하여 구
성 집필

- 자주 쓰이는 기본적인 개념은 영어 단어를 사용하여 원어 표현을 그대로 유지하여 한국어로 번역하는 과정에서 흔히 나타나는
용어의 혼동과 발음의 오류를 최소화 함 (예를 들어 ribosome을 한국어로 표기한다면 저자에 따라 리보솜, 리보좀, 라이보좀, 라
이보솜 등으로 발음과 표기방식이 다양할 수 있으므로 표기를 ribosome으로 통일 / 또한 필요한 경우 영어와 한국어를 병기하여
학습효과는 오히려 극대화 시킴)



머리말

1959년 한국미생물학회가 창립되어 활동을 시작한 이후 현재까지 미생물학 분야에서는 여러 관련 학회가 활동하고 있고, 많은 사
람들이 미생물을 연구하고 활용하면서 우리나 라의 미생물학 분야를 발전시켜왔다. 이제 우리나라도 미생물학 분야에서 국제적
인 경쟁 력을 갖추고 선진국에 진입했음에도 불구하고, 대부분의 대학에서 아직도 미국에서 출간된 원서나 원서의 번역본을 미생
물학 교재로 사용하고 있음은 매우 안타까운 사실이다.
기존의 원서나 이를 번역한 교과서는 서구 중심의 관점과 교육목적으로 서술되어 있고, 지역 특화적인 전문적 발전 내용에 대한
업데이트가 늦은 편이다. 또한 소수의 특정 저자들이 비전문 분야까지 저술하였기 때문에 생기는 세부 내용 간 부조화성과 참고
문 헌의 부적절성 등이 자주 지적되어 왔다. 이 때문에 우리나라의 대학에서 미생물학을 강의해 본 교육자들은 교육용 슬라이드
파일을 나름대로 재편집해서 사용하는 불편함을 감수해 왔다. 이러한 답답함을 탈피하고 미생물학 교육의 새로운 도약의 전기를
마련하기 위해 한국미생물학회에서는 2016년에 우리 학회 회원을 중심으로 출판위원회를 구성하여 스스로 후학을 가르치기 위한
우리 교과서를 만들기로 결정하였다. 바이러스, 세균, 고균, 진핵미생물의 역사, 종류, 대사, 유전, 분류, 생태, 지구원소 순
환, 항생물질에 대한 소개부터 병원미생물학, 식품미생물학 및 산업미생물학을 망라하여 총 28개의 챕터로 이 책을 구성하였으
며, 각 챕터는 그 분야에서 최고의 전문가 3~10인을 저자로 선정하여 집필하였다.
이 책은 우리나라의 대학 학부생들을 대상으로 만든 책이지만 모든 용어를 한국어로 사용하지는 않았으며 자주 쓰이는 기본적인
개념은 영어 단어를 사용하여 원어 표현을 그대로 유지하였다. 그렇게 함으로써 한국어로 번역하는 과정에서 흔히 나타나는 용어
의 혼동과 발음의 오류를 최소화하였다. 예를 들어 ribosome을 한국어로 표기한다면 저자에 따라 리보솜, 리보좀, 라이보좀, 라
이보솜 등으로 발음과 표기방식이 다양할 수 있으므로 표기를 ribosome으로 통일하였다. 또한 필요한 경우 영어와 한국어를 병기
하여 학습효과는 오히려 극대화하였다.
우리 집필진 스스로에게 한 약속을 지키는 의미로 이 책을 처음 기획할 때의 목표를 밝히자면, 첫째, 대한민국의 책을 만들기 위
해 교과서에 들어가는 대부분의 그림들은 되도록 우리나라 연구진이 직접 만든 결과물로부터 만들어 수록하는 것을 원칙으로 하
였 다. 이 교과서에 수록된 우리 연구진이 직접 찍은 바이러스, 세균, 고균, 진핵미생물의 광학현미경과 전자현미경 사진은 대부
분 원서나 번역본에 지금까지 수록된 것 못지않거나더 월등하다고 자부한다. 훌륭한 미생물 사진과 연구 결과를 기꺼이 제공해
준 여러 연구자들께 깊이 감사드리며 초판에 나온 그림보다 더 나은 그림을 갖고 계신 집필진이나 자는 추후 개정판에서 교체할
수 있도록 제공해 주시기를 희망한다. 둘째, 10년 이내에 우리 교과서를 영문으로 옮겨 미국과 유럽을 비롯한 외국의 학생들에게
도 제공하여 미생물학에 대한 식견을 높일 수 있도록 소개하고자 한다.
미생물은 지구의 역사를 지속적으로 바꾸어 왔다. 지구의 역사가 46억 년 정도인데, 이 중 미생물의 역사가 약 38억 년인 것으
로 파악되고 있다. 이 긴 세월 동안 다양한 미생물들이 출현하여 약 30억 년 전부터 지구에 산소를 공급하기 시작하였고 지구 생
태 계를 완전히 바꾸어 놓았으며, 지금도 50% 이상의 산소를 제공하고 있다. 미생물로 인해 기원전 4세기 경에는 찬란했던 그리
스 문명이 패망의 길로 접어들었으며, 14세기에는 유럽인구의 1/3이 사망하여 이탈리아를 중심으로 한 르네상스에도 크게 영향
을 미쳤다. 미생물은 16세기 초 남아메리카가 현재 스페인과 포르투갈에 의해 점령당하는 계기를 만들기도 하였고, 20세기에 들
어서는 우리 인간의 수명을 평균 50세 이하에서 90 세로 올려 놓은 일등공신이기도 하다. 따라서 미생물에 대한 연구는 우리 인
류뿐 아니라 대대손손 물려줄 지구의 건강과도 직결된다. 최근 전 세계적으로 일어나는 지구환경의 변화와 관련된 여러 보도를
보면 지구가 꽤 힘든 상황을 겪고 있는 것 같아 매우 염려 스럽다. 미생물을 잘 아는 사람이라면 이러한 문제를 해결할 수 있는
생명체는 미생물밖에 없다는 사실에 동의할 것이다. 2000년대에 접어들면서 미생물학 분야에 대한 연구가 다소 주춤한 듯 보였으
나, 최근에는 사람을 비롯한 동물의 대사, 발생, 신경계에 걸친 거의 모든 생리현상 및 질병, 지구의 모든 생태/생화학적인 현상
에서 microbiome의 중요 성이 부각되면서 미생물에 대한 관심이 다시 뜨겁게 달아오르고 있다. 이 교과서가 우리 나라 미생물학
의 발전에 조금이나마 기여할 수 있기를 바라고, 이 교과서로 공부한 우리 후학들이 미생물을 통해 지구와 인류의 역사를 바꿀
수 있는 훌륭한 연구결과를 얻을 수있기를 감히 기대해 본다.
기획을 시작한 지 1년 6개월이라는 비교적 짧은 시간에 책을 완성할 수 있도록 도와 주신 각 챕터의 집필진께 깊이 감사드리며,
독자들이 각 챕터에 대해 궁금한 점이 생길 때마다 직접 연락을 취해 질문을 할 수 있도록 교과서의 앞쪽에 집필진과 소속을 나
열 하였다. 또한 훌륭한 미생물 사진과 교과서에 실을 수 있는 연구결과를 그림으로 만들어 기꺼이 제공해 주신 연구자들도 고
개 숙여 감사드리며, 자료 제공자들의 이름과 소속은각 그림에 표시하였다. 이 교과서가 책의 모양을 갖출 수 있도록 많은 수고
를 아끼지 않으신 신선희님과 범문에듀케이션의 다른 임직원들께도 감사드린다. 이 책의 집필과정에서 처음부터 끝까지 모든 내
용을 읽으면서 오류를 지적하고 윤문을 도와준 김은자 박사 께도 진심으로 감사드린다. 마지막으로 본인들의 교육과 연구에 지장
을 초래하면서까지 집필에도 참여하고 책의 오류를 수정하고 그림들을 확보하느라 온갖 궂은 일을 마다 않고 적극적으로 봉사했
음에도 불구하고, 굳이 이름을 밝히지 않고 오로지 학회의 이름으로 이 책을 출간할 수 있도록 동의해준 출판위원회 위원들께 가
슴 벅찬 감사를 드린다.


2017년 8월 한국미생물학회



머리말 ii
집필진 iv

PART 1 미생물학의 기초
CH 1 미생물학의 기초 1
1.1 미생물이란? 1
1.2 지구와 인류의 역사를 바꾼 미생물 5
1.3 현미경과 순수배양 10
1.4 병원미생물학 19
1.5 미생물 생태학 22
1.6 현대 미생물학과 생명공학 26
1.7 요약 33
CH 2 미생물의 구조와 특성 35
2.1 미생물의 모양과 크기 35
2.2 세포벽의 구조와 기능 40
2.3 세포막의 구조와 기능 50
2.4 세포 내 소기관의 구조와 기능 57
2.5 원핵세포 운동기관의 구조와 기능 65
2.6 진핵미생물의 구조와 세포소기관 72
2.7 요약 83
CH 3 미생물의 관찰 , 검출 , 생장 및 배양 85
3.1 미생물의 관찰 85
3.2 미생물의 검출 97
3.3 미생물의 생장과 분화 111
3.4 미생물의 배양 126
3.5 요약 136

PART 2 미생물의 대사와 생리
CH 4 환경의 영향과 미생물 생장 제어 137
4.1 미생물에 영향을 주는 환경인자 137
4.2 미생물 생장 제어 155
4.3 요약 170
CH 5 에너지론과 중심대사 171
5.1 미생물의 영양 172
5.2 에너지론과 효소 177
5.3 산화-환원 반응에 대한 이해 180
5.4 Glycolysis 182
5.5 TCA cycle 188
5.6 Fermentation 192
5.7 요약 198
CH 6 이화반응의 다양성 199
6.1 환원전위를 이용한 산화/환원 반응의 이해 199
6.2 Electron transport system과 proton motive force를 이용한 ATP 합성 204
6.3 Anaerobic respiration 211
6.4 Chemolithotrophy 214
6.5 Phototrophy 218
6.6 요약 226
CH 7 고정과 합성 239
7.1 개론 239
7.2 이산화탄소 고정: 캘빈 회로 243
7.3 이산화탄소 고정: 다양한 경로 251
7.4 지방산과 polyketide 생합성 255
7.5 질소 고정 261
7.6 아미노산과 염기의 생합성 268
7.7 Tetrapyrrole 생합성 276
7.8 요약 280

PART 3 미생물의 유전
CH 8 유전물질 283
8.1 DNA의 구조와 특징 285
8.2 미생물의 유전자, 유전체, 염색체 292
8.3 DNA의 복제 305
8.4 요약 318
CH 9 고균 및 진균의 유전자 발현 319
9.1 고균, 세균, 진균의 chromatin 구조 비교 319
9.2 고균의 유전자 발현 321
9.3 진균의 유전자 발현 331
9.4 고균과 진균의 유전자 발현 비교 344
9.5 요약 347
CH 10 세균 미생물 유전자 발현 349
10.1 개요 349
10.2 세균 유전자의 transcription 349
10.3 세균 유전자의 translation 및 단백질 폴딩 354
10.4 세균 유전자의 발현 조절 358
10.5 세균 유전자의 광범위 조절 메커니즘 366
10.6 요약 395
CH 11 유전자 교환 및 형질 변화 397
11.1 유전자 교환의 발견 398
11.2 유전자 교환 399
11.3 유전자 재조합 421
11.4 유전자 돌연변이 및 수선 425
11.5 요약 438
CH 12 유전공학 , 유전체학 , 생물정보학 439
12.1 미생물 유전공학 439
12.2 미생물 유전체학 465
12.3 미생물 생물정보학 505
12.4 요약 511
CH 13 바이러스의 분자생물학 515
13.1 바이러스의 발견과 연구기법 515
13.2 바이러스의 구조와 분류 520
13.3 바이러스의 생활사 526
13.4 바이러스의 증식 메커니즘 534
13.4 요약 543

PART 4 미생물의 다양성
CH 14 계통분류학 545
14.1 미생물의 종개념과 분류학 545
14.2 미생물 계통학 557
14.3 공생가설 564
14.4 미생물의 종분화 568
14.5 요약 572
CH 15 세균의 다양성 573
15.1 세균역의 개괄 573
15.2 Proteobacteria 문 575
15.3 그람양성세균 그룹 595
15.4 Cyanobacteria 문 609
15.5 초기분지 극한세균 612
15.6 PVC 초문 616
15.7 기타 초기분지 그람음성세균 그룹 622
15.8 요약 630
CH 16 고균의 다양성 631
16.1 고균역의 개괄 631
16.2 Euryarchaeota 638
16.3 Crenarchaeota 645
16.4 Thaumarchaeota 649
16.5 기타 비배양성 고균 652
16.6 요약 653
CH 17 진핵미생물의 다양성 655
17.1 진핵미생물 다양성의 개괄 655
17.2 균류 659
17.3 균류의 계통과 생활환 661
17.4 조류 667
17.5 원생동물 671
17.6 아메바와 점균류 674
17.7 난균류 678
17.8 요약 679
CH 18 자연계의 미생물 생태 681
18.1 생물막 형성과 미생물 매트 681
18.2 미생물-미생물 상호작용 691
18.3 미생물-식물 상호작용 698
18.4 미생물-동물 상호작용 705
18.5 토양과 암석 미생물 711
18.6 담수와 해양 미생물 716
18.7 요약 723
CH 19 생태계 원소 순환과 미생물의 역할 725
19.1 탄소 순환 726
19.2 질소 순환 727
19.3 황 순환 731
19.4 인 순환 735
19.5 철 순환 736
19.6 기타 금속 및 수은의 순환 740
19.7 폐수 처리 743
19.8 생분해와 생물정화 747
19.9 요약 754
CH 20 인체 Microbiome 757
20.1 인체 microbiome 개요 757
20.2 인체 microbiome 부위별 특성 761
20.3 Microbiome 불균형 및 질환 776
20.4 Microbiome 조절 및 치료법 786
20.5 요약 791

PART 5 미생물과 질병
CH 21 항균제 및 항균요법 793
21.1 항균제의 역사 794
21.2 항균제의 기초 798
21.3 항세균제의 종류 및 실제 802
21.4 항진균제의 종류 및 실제 822
21.5 항원충제의 종류 및 실제 826
21.6 항바이러스제의 종류 및 실제 829
21.7 항균제 내성 836
21.8 항균제의 미래 847
21.9 요약 852
CH 22 바이러스 감염 질환 855
22.1 사람 감염 바이러스 855
22.2 동물 감염 바이러스 944
22.3 식물 감염 바이러스 956
22.4 요약 963
CH 23 세균감염질환 965
23.1 병원성 세균의 감염 메커니즘 965
23.2 그람양성구균 986
23.3 그람양성간균 1011
23.4 장내세균 1020
23.5 기타 그람음성간균 1025
23.6 혐기성 세균 1029
23.7 요약 1033
CH 24 진균 및 원충 감염 1035
24.1 진균에 대한 이해 1035
24.2 인체 병원성 진균 1043
24.3 식물 병원성 진균 1054
24.4 원충에 대한 이해 1062
24.5 장 및 생식기 감염 원충 1070
24.6 혈액 및 조직 감염 원충 1078
24.7 요약 1087
CH 25 면역 : 감염체에 대한 반응 1089
25.1 면역계의 개요 1090
25.2 선천성 면역 1096
25.3 후천성 면역 1115
25.4 미생물의 면역회피 1133
25.5 요약 1145

PART 6 미생물과 산업
CH 26 식품미생물 1147
26.1 미생물의 증식과 식품의 부패 1147
26.2 식품매개 질병 및 식중독 1156
26.3 발효식품 1168
26.4 미생물 제어와 식품 위생 1181
26.5 요약 1183
CH 27 발효 , 산업미생물학 1185
27.1 산업미생물과 발효공정 1185
27.2 미생물 성장속도론 1195
27.3 균주, 배지, 멸균 1210
27.4 발효조 1229
27.5 발효제품의 분리정제 1234
27.6 폐기물 처리 및 경제성 분석 1244
27.7 요약 1247
CH 28 미생물 생명공학과 합성생물학 1249
28.1 미생물 생명공학의 개요 1249
28.2 미생물 생명공학의 원리 1250
28.3 미생물의 산업적 응용 1258
28.4 첨단 미생물 생명공학 1272
28.5 합성생물학 1288
28.6 요약 1297
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