格里菲斯和艾弗里的探索Z路.doc

格里菲斯和艾弗里的探索Z路发现DNA的遗传功能，始于1928年擀里菲斯（F. Griffith）所做的用肺炎双球菌感染小家鼠的实验肺炎双球菌基本上可以分为两个类型或品系…个是有毒的光滑类羽•，简称为S型…个是无毒的粗 糙类型，简称为R烈S型的细胞山相当发达的荚膜（或称为被囊）包裹肴荚膜山多糖构成，其作用是 保护细菌不受被感染的动物的正常抵抗机制所杀死，从而使人或小家鼠致病（対人，它能导致肺炎：対小 家鼠，则导致败血症）但在加热到致死程度后，该类世的细菌便失去致病能力山于荚膜多糖的血清学 特性不同、化学结构各异,S型又可分成许多不同的小类型,如SI、SIk SIII等而R型细胞没有合成 荚膜的能力，所以不能使人或小家鼠致病它不能合成荚膜的原因在于一个控制UDPG —脱轼酹的基因发 生了突变，R，S两型可以相M转化1928年，格-里菲斯将肺炎球菌SH在特殊条件下进行离体培养，从 中分离出R羽当他把这种R型的少量活细菌和大最已被杀死的STTT混合注射到小家鼠体内以后，出乎意 外，小家鼠却被致死了剖检发现，小家鼠的心血中有SITI细菌这一实验结果可以有三种解释1） S 川细菌可能并未完全杀死但这种解释不能成立，因为单独注射经过处理的S【H时并不能致死小家鼠。

2） R型已转变为S型这一点也不能成立,因为剖检发现的是SHI不是STI, R型从SII突变而来，理应转 化为SIK（3）R世从杀死的SIII获得某种物质，导致类和转化，从而恢复了原先因基因突变而丧失的合 成荚膜的能力格里菲斯肯定了这种解释这就是最早发现的转化现象三年Z丿二 研究者们发现，在令加热杀死的S型细菌存在的条件下，体外培养R型的培养物，也可以 产生这种转化作用此后不到两年，又发现S型细菌的无细胞抽提物加到生长肴的R型培养物上，也能产 生R向S的转化（R-S）于是，研究者们提出，加热杀死的S型细菌培养物或其无细胞抽提物中，一 定存在看某种导致细菌类羽•发生转化的物质这种物质究竞是什么，人们尚不知道，为便于研究，暂时叫 做“转化W（transforming principle） o格里菲斯发现转化作用，为尔后认识到DNA是遗传物质奠定了 基础艾弗里和他的同事麦克劳徳（C. M. Mcleod）和麦卡蒂（M. J. Mccarty）正是在这个基础I:继续 前进，才获得了朮大的突破1944年，在纽约洛克菲勒研究所，艾弗甲等人为了弄清转化因了的化学本质， 开始对含令R-S转化因子的SE型细菌的无细胞抽提物进彳了分镭、纯化工作。

他们根据染色体物质的绝 大部分是蛋口质的巾实，曾一度推断蛋口质很可能是“转化MY%然而，当他们使用…系列的化学法和购 催化法，把各种蛋口质、类脂、多糖和核糖核酸从抽提物中去抻之后，却发现抽提物的剩余物质仍然保持 把R型转化为S熨的能力于是，他们对自LL的推断动摇了最后,在对抽提物进一步纯化之后，他们发 现，只消把取自SHT细胞抽提物的纯化DNA,以低达六亿分之一的剂昴加在一个R熨细胞的培养物中，仍 然具有使RtSIH的转化能力他们还发规，从一个本身山R型转化产生的S型细菌的培养物中提取的DNA 也能使R-S于是，他们得出结论说，“转化因了”就是DNA并在《实验医学杂志》第79卷第137期发 表了这一研究成果艾邛甲•等人的试验和结论是对脱氧核糖核酸认识史上的一次朿大突破，彻底改变了它在生物体内无足 轻朿的传统观念艾列里等人在1944年所作的试验和结论，不仅没有使科学界立即接受DNA是遗传物质 的正确观念,反而引起了科学界许多人的极大惊讶和怀疑当时主要刊两种代农性的否定意见第一种是， 即使活性转化閃了就是DNA,也可能只是通过对荚膜的形成令市接的化学效应而发生的作用，不是山于它 是遗传信息的载体而起作用的。

第一 ••种否定意见则根木不承认DNA是遗传物质，认为不论纯化的DNA从 数据I：看是如何的纯净，它仍然训能藏留若一丝有沾汚性的蛋口质残余，说不定这就是右活性的转化因了科学界的怀疑、否定,不但没右能动摇艾弼里等人继续探索的坚定信心,反而加强了他们的信念,为 进一步明确、探索而奋斗为了回答第一种怀疑论,泰勒（H. Taylor）和哈赤基斯（R. D. Hotchkiss） 先頂做了大量的实验丁作特别是他们在1949年所进行的实验，给了怀疑论者■以致命…击泰勒从粗糙 型（即R突变型）品系中分离出一个新的更加粗糙、更加不规则的突变型ER,并且发现从R品系细胞中 提取出来的DNA可以完成ER向R的转化这样，就证明了在以往实验中作为受体的R品系本身还带有 一种转化因了这种转化因（能把R品系仍然还具有的一点点残余的合成荚膜的能力转授给那个荚膜缺陷 更甚的ER品系不仅如此，泰勒还发现，将从S品系（作为给体）提取的NDA加到ER品系（作为受体） 中，也能实现ER向R的转化如果把这种第一轮的R转化物抽取一些加以培养，然后再加进S给体的 DNA,便会出现R向S的转化泰勒的这吃发现使得那些曾抱有“DNA仅仅是在多糖荚膜合成中作为一种 外源化学介质进行干扰而导致转化作用”这种信念的人们，无言以对，只得认输。

在同…年内，哈赤基斯还证实了那些与荚膜形成宅无关系的一些细菌性状(如对药物的敏感件和抗性) 也会发生转化他从正常的S型肺炎球菌中分离出了…种抗青霉素的突变型(记为PenrS),提取出它的 DNA,加到一个山对青霉索敏感的S熨中突变产生的R和(记为PenrR)的培养物中结果发现，某些个 Penr—R受体细菌己被转化为Penr—S给体世据此，他得出结论说，肺炎球菌的DNA不但带冇为荚膜 形成所需要的信息，而H还带冇对青霉索产生抗性的细胞结构的形成所需要的信息他还认为，荚膜的形 成和对冑霉索的抗性似乎是山不同的DNA分了控制若・此后不久，哈赤基斯又利用从S野生型抗链霉索 突变型细胞中提取的DNA进行试验,也获得了同上述实验完全相仿的结果当哈赤基斯将其实验结果在美 国科学院院报上发表之丿乙…切认为DNA的转化作用是生理性的而不是遗传性的各种奇谈怪论便消失无踪 了针对第二种否定意见，艾列甲-和麦卡蒂于1946年川蛋口水解悔、核糖核酸鳩和DNA晦分别处理肺炎 球菌的细胞抽提物结果表明，询两种嗨根本不影响抽提物的生物学效能，然而只消碰一碰后者，抽提物 的转化活性便比即被完金破坏掉这一结果进一步证明了 DNA作为遗传信息载体的功能。

哈赤基斯继续对 转化因了进行化学提纯到1949年时,他已经能把附若在活性DNA .I:的蛋门质含昴降低到0.02%尽管 如此，在1949年，这些实验结果仍然没能使怀疑论者湘侍DNA楚遗传变化的原因所在英至到1950年， 米尔斯基(A. E. Mirsky)仍对艾弗里的转化因了试验结论持怀疑态度他认为，“很可能就是DNA而不 是其它的东西是对转化活性有责的，但还没有得到证实在活性因了的纯化过程中，越来越多的附活在DNA 上的蛋白质被去掉了,……但很难消除这样的可能性,即可能还有微量的蛋白质附着在DNA ±,虽然无法 通过所采用的各种检验法把它们侦察出來 因此对DNA木身是否就是转化介质还存在一些疑问”后來，随着对DNA化学木性的足够了解，特别是1952年赫尔希(A.D.Hers・hey)利除斯(M. Chase) 证明了噬菌体DNA能携带母体病毒的遗传信息到后代中去以后，科学界才终于接受了 DNA是遗传信息载 体的理论美国分子遗传学家G. S.斯坦特写道:“这项理论到1950年后好像突然出现在空中似的,到 T 1952年已被许多分子遗传学家奉为信条”科学界对艾州甲等人的理论的怀疑，也反映到诺贝尔奖评选委员会中。

当艾弗里提出他们的理论以丿二 鲜有人提议艾弗甲购获这种最高奖励但鉴于科学界对其理论还抱有怀疑，诺贝尔奖评选委员会认为推迟 发奖更为合适可是，半对他的成就的争议平息、诺贝尔奖评选委员会准备授奖之时，他己经去世诺 贝尔奖评选委员会只好惋惜地承认:“艾弗里于1944年关于DNA携带信息的发现代表『遗传学领域中一 个最重要的成就，他没能得到诺贝尔奖金是很遗憾的”艾弗甲•等人的科学发现为什么迟迟得不到科学界的承认呢？这当然不是山于他们的不术地位低下所 致，因为艾列甲那时已经是细菌学界的一员老将不是山于出版机构的压抑，因为他拉的文章在《实验医 学杂志》上得到了及时发表也不是山于他们的研究超越了时代或离开了研究的主流趋势，因为当时仃许 多人都在硏究格甲•罪斯发现的新现象马克思主义认为，艾州里的发现的蒙难主要山于认识论方面的…些 原因造成的具体说來是：第一，传统观念的朿缚无席否认，大家早就怀疑过DNA在遗传过程中是否有 一定的功能，特别是白从福尔根(F.Feulgen)于1924年证明了 DNA是染色体的一个主要组分之后但 是，山于科学研究发展的特定历史进程，人们对蛋口质的研究颇为充分，对它的求要性和分了结构的认识 比较深入：而对DNA的研究就非常不够，因而人们也就很难设想DNA能够作为遗传信息的载体。

在一段 相当长的时间内，DNA不像蛋口质那样引人注意这除了它不像蛋门质(特别是酶)那样到处都是，H到 处都是活跃以外，朿要的-点还在于结构上似乎没有蛋口质那样变化多端，具有个性(同一生物体中的异 源蛋口质之间，或者不同生物体中的同源蛋白质之间，在结构的特异性上存在看极大的邂异)有到30 年代后期,科学界还普遍坚持莱文(P. A. T. Levine)在20年代提出的“DNA结构的四核昔酸假说”,认 为DNA只不过是一种含有腺甘酸、冋冇酸、胸腺昔酸和胞昔酸四种残基各一个的四核昔酸ifuQo到J'40 年代早期，尽管己经认识到DNA分了-戢实际上要比四核背酸理论所要求的大得多，但是仍然普遍地相信四 核昔乃是那较大的DN聚合体的基木逅复单元，其中四个嚟吟和席噪碱基都依次按规定的序列而被巫复 着DNA被看成如同淀粉等聚合物一样的一种单调的均匀的物质第二，错课地总结经验造成的因唆废食 就在艾弗里等人做出上述结论的20年之间，：著名生物学家、1915年诺贝尔化学奖获得者威尔斯塔特在实 验中山于采用的酶溶液过于稀释之故，以至用通常的化学检验法显示不出它的蛋口质含量，但仍存在催化 活件-，于是便做出了酶不是蛋口质的错谋结论，宣称己经制成了不含蛋口质的酶的制备物。

山于这种结论 出自权威之口,人们信以为真,结果使对酶的研究推迟达10年之X- 1944年时,科学界对这种前车之鉴 仍记忆犹新所以，当艾弗甲等人公布他们的结论后，害怕再受嵋的科学界便不敢再冇然唯这位权威而是 从，迟迟不了认可了播种苦果的是已故权威威尔斯塔特，而蒙受苦果之害的是在世权威艾兆甲.殊途而 同归威尔斯塔特的错课幽灵使基因的研究又拖迟10年之久”艾列里等人及其科学发现的不幸遭遇,向 我们提出了许多值得深思的问题首先，作为一个科学工作者，我们应当努力克服思想上的保守性和片面 性，做到不为流行观念所束缚，努力去揭示未曾为大多数人所注H的新领域；做到匸确总结经验教训，不 能因咳废食其次，作为一个科研管理工作者，我们不仅应对那些成果在短期内就得到证实的发现者给子 奖励，"uH也应对那些其成果需要很长时间才能得到证实的卓越发现者（特别是其中的高龄科学家），及 时给予承认。