肺炎球菌转化实验

肺炎球菌(Diplococcuspneumonoae)有许多不同的菌株(strains)，但只有光滑型(S)菌株能引起人的肺炎和小鼠的败血症(septicemia)。这种菌株的细菌细胞外面有多糖类的胶状荚膜保护层，使它们不会被宿主的防御机制所破坏。当这种细菌生长在合成培养基上时，每个细菌长成一个明亮、光滑的菌落。其他一些菌株没有荚膜，不会引起疾病，长成粗糙型(R)菌落。英国卫生部病理学实验室的Fred Griffith发现(1928)，将高温杀死的S型细菌和活的R型细菌一起注入小鼠体内，结果不仅有许多小鼠死于败血症，而且从死鼠血液中还发现了活的S型细菌。
如果注入小鼠体内的只是活的R型细菌，或是死的S型细菌，都不会引起败血症。这说明，高温杀死的S型细菌使某些活的R型细菌转化成S型细菌。S型细菌有一种物质或转化因素(transformingprinciple)进入了R型细菌，引起R型细菌发生了稳定的遗传变异。艾弗里(Osward Avery)等人(1944)从S型细菌中分别抽提出DNA、蛋白质和荚膜物质，并把每一种成分同活的R型细菌混合，悬浮在合成培养液中。结果发现只有DNA组分能够把R型细菌转变成S型细菌。而且DNA的纯度越高，这种转化的效率也越高。这说明，一种基因型细胞的DNA进入另一种基因型的细胞后，可引起稳定的遗传变异，DNA赋有特定的遗传特性。Avery等人的研究结果发表后，一些坚信蛋白质是遗传物质的人仍然提出质疑，认为实验用的DNA的纯度不够，转化是由于DNA抽提物中含有的少量蛋白质的作用结果。1948年，DNA纯化技术使残留的蛋白质减少到只有0．02％。如此高纯度的DNA不仅仍可引起转化，而且转化效率也更高。