Первые единичные микробиологические исследования в Казанском университете начались уже в третьем десятилетии со дня его основания и были связаны с изучением болезней животных. В этой области работал проф. Ф.Брауэлль, заведующий кафедрой скотолечения Казанского университета с 1841 г. по 1848 г.
Весомый вклад в становление микробиологии в Казани внес Н.В.Сорокин (с 1871г. - доцент, с1874г. - проф. ботаники). Фундаментальный четырехтомный труд Сорокина "Растительные паразиты как причина заразных болезней человека и животных" (1882-1886) по праву считается первой русской энциклопедией микробиологии.
Микробиологические исследования, связанные с медициной, развивали проф. гигиены И.П.Скворцов, проф. кафедры общей патологии И.Г.Савченко, которому принадлежит ряд работ по иммунитету, злокачественным опухолям, холере; пионер в области изучения возбудителя сыпного тифа С.В.Левашев; исследователь возбудителей малярии В.М.Аргутинский; исследователь туберкулезных бактерий А.А.Козлов; разработчик серодиагностики сифилиса А.А.Хитрово и др. Вышедшая в 1912 г. "Медицинская микробиология" под редакцией Л.А.Тарасевича явилась первым и особенно ценным коллективным трудом по микробиологии, к участию в котором были привлечены все виднейшие представители отечественной микробиологической мысли, в том числе казанские ученые: приват-доценты В.А.Барыкина и А.А.Мелких, проф. Ф.Я.Чистович.
В 1920г. в Казанском университете была создана кафедра микробиологии, которую возглавил руководитель казанской школы спирохетологов проф. В.М.Аристовский (1882 - 1950). Позже (в 1930г.) эта кафедра вошла в состав подразделений Казанского медицинского института.
В 1925-1930гг. микробиологические исследования развивались и в ботанической лаборатории, где под руководством проф. А.П.Пономарева проводятся исследования по микрофлоре водоемов г. Казани, лечебных и серных источников Татарии и Башкирии. Первым в Казанском университете А.П.Пономарев начал читать курс микробиологии, при нем началась и специализация студентов по микробиологии.
В годы Великой Отечественной войны сотрудники микробиологической лаборатории (отделившейся от ботанической в 1932г) приняли участие в разработке и организации заводского получения кормового белка на гидролизате древесины, разработали новый метод стерилизации ампульного кетгута и сырья, идущего на его изготовление. Руководитель этих исследований, М.И.Беляева, была награждена грамотой Наркома Обороны. С 1951 г. лаборатория микробиологии под руководством М.И.Беляевой включилась в исследование проблем регуляции опухолевого роста с помощью ферментов-нуклеодеполимераз. В 1958г., всего через 5 лет после открытия двойной спирали ДНК, в КГУ вышел первый сборник работ, посвященный исследованию нуклеиновых кислот в норме и при опухолевом росте. В 1979г. молодые ученые кафедры микробиологии были награждены премией ЦК комсомола Татарстана им. Мусы Джалиля.
С 1969г. кафедра микробиологии КГУ является самостоятельным структурным подразделением биолого-почвенного факультета, с 1977г. введена выпускающая специальность "микробиология". Кафедра микробиологии Казанского государственного университета продолжает исторические традиции микробиологической школы медицинского факультета Казанского императорского университета и является преемницей идей фундаментальной микробиологии, родоначальником которой в Казани можно считать Н.В.Сорокина.
Первый заведующий кафедрой, заслуженный деятель науки РСФСР и ТАССР, заслуженный Соросовский профессор М.И.Беляева внесла существенный вклад в изучение роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе. Ее работы по водородным бактериям и бактериям, окисляющим природные углеводороды, положили начало развитию фундаментальных исследований на кафедре микробиологии.
Кафедра микробиологии сегодня является кафедрой физиолого-генетического потока биолого-почвенного факультета, выпускающей специалистов-микробиологов и проводящей специализации "молекулярная биология" (введена с 1999г.), "биоинженерия" (введена с 2003г.). Коллектив кафедры с тремя научно-исследовательскими лабораториями (НИЛ биосинтеза и биоинженерии ферментов, НИЛ экологической биотехнологии и биомониторинга, НИЛ инженерной энзимологии) состоит из 38 человек, из них 11 преподавателей. Профессорско-преподавательский состав включает 7 профессоров и 4 доцента. В лабораториях работают 12 кандидатов биологических наук и 2 профессора - доктора биологических наук. Ежегодно на кафедру поступают 4-6 аспирантов. Студенческая группа микробиологов обычно имеет в своем составе 18-20 человек.
Сотрудники кафедры имеют почетные звания самого высокого уровня: проф. И.Б.Лещинская - академик АН РТ, член президиума АН РТ, заслуженный деятель науки РФ и РТ, обладатель ордена Трудового Красного Знамени за достижения в области научно-педагогической деятельности (1986г.); проф. Р.П.Наумова - академик РЭА (Российская экологическая академия), заслуженный деятель науки РТ, доц. Н.Г.Захарова - Заслуженный работник высшего образования РФ. В 1987г. Д.В.Юсупова, Н.П.Балабан, Б.М.Куриненко и др. получили Премию Совета Министров СССР.
На кафедре зарегистрировано три основные темы НИР:
Основные достижения молекулярно-биологического направления исследований отражены в ряде монографий. В коллективной монографии "Нуклеазы бактерий" (И.Б.Лещинская, В.П.Варламов, Б.М.Куриненко, 1991г.) обобщены материалы о механизмах биосинтеза, биогенеза и секреции микроорганизмами ферментов, приведены первые данные по молекулярному клонированию и экспрессии гетерологичных генов, кодирующих нуклеазы. Впервые рассмотрены аспекты биологической активности и практического применения нуклеаз. Монография Ф.Г.Куприяновой-Ашиной "Влияние дезоксирибонуклеаз на синтез ДНК, рост и деление клеток микроорганизмов" (1992г.) стала пионерской работой в области применения экзогенных ДНКаз в качестве стимуляторов роста и развития микроорганизмов. Сегодня вопросы использования бактериальных рибонуклеаз как противоопухолевых препаратов разрабатывается на новом уровне, с позиций направленного мутагенеза и усиления молекулярных детерминант, ответственных за селективное поражение раковых клеток (см. обзор Makarov A.A. Ilinskaya O.N. Cytotoxic ribonucleases: molecular weapons and their targets. FEBS Lett., 2003). Хотя на сегодняшний день наиболее известной РНКазой с противоопухолевым действием является онконаза - РНКаза ооцитов лягушки Rana pipiens, исследование взаимодействия микробных РНКаз с опухолевыми клетками необычайно перспективно и вносит вклад не только в понимание механизмов индуцируемой РНКазами гибели клеток, но и в создание теории молекулярного дизайна противоопухолевых препаратов на основе РНКаз. Практические результаты применения микродоз рибонуклеаз для стимуляции роста растений отражены в монографии лауреата премии В.А.Энгельгардта С.Ю.Егорова "Регуляция жизнедеятельности микроорганизмов - стимуляторов роста растений" (2003г.).
Как свидетельство активного сотрудничества кафедры с предприятиями региона показательна коллективная монография сотрудников НИИБ и научно-производственного объединения "Тонар" (г. Нижнекамск), посвященная новому перспективному противоязванному препарату "Тонарол. Медико-биологические характеристики" (Ф.Б.Гершанов, Г.З.Гильмутдинов, И.М.Скипина, Б.Р.Хамитов, В.М.Чесновский, 2001). Сегодня коллектив кафедры микробиологии и НИИБ уделяет особое внимание разработке инновационных проектов, связанных с подготовкой новых препаратов и технологий к внедрению в практику. Под руководством профессора Р.П.Наумовой на ОАО "Нижнекамскнефтехим" разработана, защищена совместным патентом и внедрена биотехнология обезвреживания и очистки высококонцентрированных экологически опасных сточных вод производства стирола и окиси пропилена. Разработан, защищен совместным патентом и находится в стадии внедрения биологический способ обезвреживания и рекультивации твердого отхода нефтехимии-нефтешлама.
Поставленная на уровне правительства Республики Татарстан задача биологизации сельского хозяйства решается с участием группы сотрудников кафедры микробиологии - доцентов Ф.К.Алимовой, Н.Г.Захаровой, профессора С.Ю.Егорова, работающих в рамках темы "Создание технологии производства биопестицидов на основе отходов пищевых предприятий РТ и оценка их влияния на патогены растений и урожайность овощных, декоративных и зерновых культур". На Биозаводе экспериментального хозяйства "Казанский Тепличный", в биолаборатории совхоза "Майский", и на Республиканской Станции защиты растений внедрена технология производства биофунгицидов и биорегуляторов роста растений, защищенная патентом и подтвержденная справками о внедрении.
Фундаментальные основы жизнедеятельности микроорганизмов, регуляция экспрессии генов и механизмы биосинтеза микробных ферментов составляют мощный блок молекулярно-биологических исследований междисциплинарного характера. Изучение физиологии и биохимии микроорганизмов, метаболических путей и возможности практического приложения классических знаний о жизнедеятельности микроорганизмов составляет второе базовое направление микробиологических исследований в КГУ. В начале XXI века творческий коллектив ученых-микробиологов продолжает традиции классической микробиологии, развивает новые методы молекулярной биологии и успешно использует накопленные фундаментальные знания в практике.