Nghiên cứu vi khuẩn bằng cách nào?
Để tin chắc chỉ nghiên cứu loại vi khuẩn mong muốn, người ta phải có một môi trường nuôi cấy tinh khiết chỉ gồm các vi khuẩn giống hệt nhau, trong điều kiện vô trùng. Nếu pha thật loãng thì có thể tách riêng từng vi khuẩn trên gel dinh dưỡng (như thạch) mà không thấy chúng. Một số loại vi khuẩn có thể sinh sản mỗi giờ ba lần và một vi khuẩn có thể sinh ra chưa đầy một ngày một khuẩn lạc (tập đoàn) có đường kính 1-2 mm, chứa hàng tỷ cá thể giống hệt nhau, vì đều bắt nguồn từ cùng một vi khuẩn gốc. Một trong số kỹ thuật đầu tiên được phát minh trong vi khuẩn học là phép nhuộm vi khuẩn để quan sát dưới kính hiển vi. Phương pháp nhuộm Gram, có từ năm 1884 và giúp phân loại vi khuẩn thành hai nhóm (Gram + và Gram -), hiện nay vẫn còn hay được sử dụng.
Mặc dù người ta sử dụng cùng thuật ngữ, nhưng "loài" vi khuẩn được xác định hoàn toàn khác với các loài động vật và thực vật. Trên thực tế, muốn phân loại vi khuẩn người ta không thể sử dụng khả năng giao phối (vi khuẩn không cần đủ hai “bạn đời” để sinh sản) hoặc những khác biệt hình thái (không đủ ý nghĩa). Người ta xác định vi khuẩn thuộc loài nào đó bằng cách thử các đặc điểm hóa sinh của một khuẩn lạc: nó có thể thực hiện phản ứng hóa học nào, đồng hóa loại ''thức ăn'' nào và phản ứng với kháng thể nào (đặc tính miễn dịch). Việc phân loại sinh vật có tham vọng tiến tới giới thiệu các ngành tiến hóa khác nhau, nhưng từ khi đạt được kỹ thuật xác định trình tự thì phương so sánh ADN vi khuẩn đã cung cấp những thông tin phả hệ khác với thông tin bắt nguồn từ các phương pháp truyền thống. Vậy, việc phân loại vi khuẩn vẫn còn là đề tài tranh luận! Những nghiên cứu vi khuẩn học hiện nay thường tập trung vào những gì diễn ra bên trong tế bào giữa các phân tử khác nhau (ADN, protein...). Những phân tử này còn nhỏ hơn vi khuẩn nhiều, nên trước hết phải thu được chúng với lượng lớn. Lực ly tâm đã được áp dụng để thu hồi vi khuẩn được nuôi cấy tinh khiết trong chất lỏng dinh dưỡng. Vi khuẩn sẽ bám vào thành ống đang quay, từ đó người ta có thẻ tách riêng chất lỏng ra khỏi khối vi khuẩn được nhìn thấy rõ. Khi làm tế bào vỡ ra thì có thể giải thoát chất chứa. Sau đó, một tập hợp phản ứng hóa học sẽ giúp phân tích bản chất và số lượng các phân tử. Người ta có thách các phân tử ra và để vào một gel (ghi chú: từ này đã quen thuộc) có điện trường đi qua. Các phân tử sẽ di chuyển trên gel[1] theo những đặc tính riêng của chúng và được xác định nhờ các kháng thể hoặc chất nhuộm.
Nếu hiện nay sinh học phân tử cho phép xử lý chính xác AND vi khuẩn để hiểu được vai trò cá biệt của các gen, thì trong nhiều mẫu, qua ADN, người ta đã phát hiện ra những vi khuẩn không thể “cấy” được trong phòng thí nghiệm: vì chúng quá phụ thuộc vào các sinh vật khác trong hệ sinh thái của chúng chăng? Do không thể xử lý chúng, nhiều mối quan hệ giữa các quần xã vi sinh vật với nhau vẫn còn chưa rõ ràng đối với chúng ta.
