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科学史故事:死菌复活的秘密

上一篇 / 下一篇  2010-08-16 10:32:03 / 个人分类:细菌实验

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说起作为遗传物质的脱氧核糖核酸,他的闪亮登场,真可谓费劲周折。可怜的米歇尔首推核酸未果,尽管后来的莱文(1969-1940)、查伽夫等也注意到了核酸物质这只丑小鸭,并进行了一些深入的研究,但直到20世纪二三十年代,多数人仍然倾向于认为遗传物质一定是一种核蛋白,比起蛋白质,核酸的名气差多了,它的本领,特别是传递能力,被忽视了。

)`._:j3?J:^#w0使核酸光彩登台亮相的,首先是英国科学家格里菲斯,然后是加拿大的埃弗里。
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一个著名的“肺炎双球菌转化试验”,一个看起来出现“死菌复活”奇迹的有趣试验,将核酸彻底推到了生命的前台。这是个类似接力棒式的研究,有喜,也有悲。

J6SwO#Q\s0首先让我们来看一下“死菌是怎样复活的”。
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格里菲斯是伦敦卫生部的内科研究员,也是一位著名的细菌学家和流行病学家,曾对各种类型的细菌进行了多年的研究。他从事科学实验的那个年代,人们已经搞清楚,肺炎球菌有两种类型,一种是有荚膜的,毒性很强,会使老鼠生病死亡;另一种是无荚膜的,没有毒性,不会使老鼠生病。
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&JNt j"Ss0格里菲斯用高温将有毒型菌杀死,同活的无毒性菌混在一起,注射到老鼠体内,观察到了奇怪的现象:老鼠很快生病死了!难道温度不够高,使一些毒菌死里逃生?

0E*Np%y~fK]0格里菲斯进一步提高了温度,做了大量的重复试验,结果依然如此。他还将有毒菌的尸体和无毒菌放在一起培养,结果发现,无毒菌的许多后代,被转化成有毒菌了!

9s)xa-a#U'E*edZ0早在1928年,格里菲斯在他的一篇论文中,就提到了以上的观察发现,现在看来,这是一项非常有价值的发现,他实际已经发现了神奇的“遗传转化现象”,然而遗憾的是,他的发现多年未被人充分领悟,人们往往对他的实验迷惑不解。

7m)c2M!fE\.H'm0格里菲斯毕竟仅仅将注意力集中在细菌类型的研究上,并没有对细菌的转化现象作进一步研究,这使得他在生前并没有看到其研究的真正意义。
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1941年,一颗炸弹摧毁了格里菲斯的实验室,他和他的助手同时遇难。

WEzEE*?6w'M-Y0残酷的战争和研究的局限性让格里菲斯错过了将作为遗传物质的核酸推向前台和机会。
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后来,陆续有一些其它科学家也观察到了这种“遗传转化现象,但并没有认识到在这种转化中伴随着遗传物质的传递。直到埃弗里等人的工作,才有了新的转机。
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以加拿大细菌学家埃弗里为首的一些科学家,是证实格里菲斯的实验观 察的人之一。1944年,为了证明促使无毒菌转化成有毒菌的物质到底是什么,他们做了进一步精密的实验:从有毒肺炎球菌中分别提取核酸、蛋白质及多糖物 质,并分别与无毒菌一起培养,结果发现,使无毒菌转化成有毒菌的物质不是蛋白质,也不是多糖,而是脱氧核糖核酸,也就是DNA。因为能使死菌复活的转化因 子,在脱氧核糖核酸解聚酶的作用下,失活了,奇妙的转化现象消失了,而这种神奇的遗传现象,却不受蛋白质降解酶或核酸分解酶的干扰。而这不正好证明脱氧核 糖核酸才是遗传转化物质吗?
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这个发现太重要了,因为既然脱氧核糖核 酸能使肺炎球菌遗传性质发生改变,说明它就是遗传物质。这是人们第一次从化学角度证实核酸是遗传物质。但实情情况仍然是,当时这个结论并没有马上得到广泛 的承认,人们宁愿相信蛋白质,而不愿相信核酸是遗传物质,有些人甚至认为,核酸会附带一些其它的微量物质,说不定它们也有可能是遗传物质呢。
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看来,要转变人们的传统看法是多么艰难。要证明一个科学结论,单有一方面或几方面的实验结果还不行,还要有多方面的实验支持。幸好,到了20世纪50年代,核酸研究的队伍不断壮大,直到,人们看到了核酸的真实面目,才不得不相信它的重要地位了。
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不管怎么说,埃弗里等人的工作,标志者 DNA黑暗时代的终结。但十分遗憾的是,艾弗里如此重大的发现,却没能因此获得诺贝尔奖,这除与他本人非常谦逊、低调、内向的人,不热衷于介绍自己的工作 有关,也与当时诺贝尔医学和生理学奖提名人的认识水平有关。毕竟,当时热衷于核酸研究的人还是很少,专家们更倾向于相信蛋白质是遗传物质。谁会提名一个与 自己的观点不同的人呢
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TZ'z}#n1I!cB8B0下面该沃森、克里克和双螺旋登场了。

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