格里菲斯和艾弗里的探索之路发现 DNA 的遗传功能,始于 1928 年格里菲斯(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。一个是有毒的光滑类型,简称为 S 型。一个是无毒的粗糙类型,简称为 R 型。S 型的细胞由相当发达的荚膜(或称为被囊)包裹着。荚膜由多糖构成,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(对人,它能导致肺炎;对小家鼠,则导致败血症)。但在加热到致死程度后,该类型的细菌便失去致病能力。由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、SⅡ、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 一脱氢酶的基因发生了突变,R,S 两型可以相互转化。1928 年,格里菲斯将肺炎球菌 SⅡ 在特殊条件下进行离体培养,从中分离出 R 型。当他把这种 R 型的少量活细菌和大量已被杀死的 SⅢ 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 SⅢ细菌。这一实验结果可以有三种解释。(1)SⅢ 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 SⅢ 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 SⅢ 不是 SⅡ,R 型从 SⅡ 突变而来,理应转化为 SⅡ。(3)R 型从杀死的 SⅢ 获得某种物质,导致类型转化,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。三年之后,研究者们发现,在有加热杀死的 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着的 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,一定存在着某种导致细菌类型发生转化的物质。这种物质究竟是什么,人们尚不知道,为便于研究,暂时叫做“转化因子”(transforming principle)。 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德(C.M.Mcleod)和麦卡蒂(M.J.Mccarty)正是在这个基础上继续前进,才获得了重大的突破。1944 年,在纽约洛克菲勒研究所,艾弗里等人为了弄清转...