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艾弗里的肺炎链球菌转化实验

（一）艾弗里的肺炎链球菌转化实验的过程1930年，当格里菲思

发表论文2年后，美国洛克菲勒研究所的艾弗里实验室的道森

（H.Dawson）和夏（R.Sia）实现了肺炎链球菌的离体转化实验，他

们在含有抗R血清和加热致死的S型细菌的液体培养基中培养R型细

菌，结果产生了活的S型细菌。后来，艾弗里实验室的阿洛韦

（J.Alloway）将S型细菌过滤，除去一些细胞组分，得到一种无细胞

的提取液，并用提取液进行体外转化实验获得成功。但是，道森、夏

和阿洛韦并未继续探究转化因子的本质，他们先后离开了洛克菲勒研

究所。1934年，麦克劳德（C.MacLeod，1909-1972）加入了艾弗

里实验室，他同艾弗里一起用阿洛韦的体外系统进行转化实验。1941

年，他们已经认为转化因子是“胸腺类的核酸”。1942年，麦卡蒂

（M.McCarty，1911-2005）也加入进来。1943年3月，艾弗里首

先在洛克菲勒理事会上介绍了他们的实验过程和结果，并于1944年发

表了这个经典的实验。他们将S型细菌用去氧胆酸盐溶液漂洗数次，

用乙醇沉淀，得到黏性的乳白色沉淀。将沉淀溶于盐溶液，然后用氯

仿抽提2~3次除去蛋白质，再用乙醇沉淀。将沉淀溶于盐溶液，加入

能够水解多糖的酶，在37℃水解4~6h，经鉴定溶液中的多糖已除去。

再用氯仿抽提1次除去水解糖的酶和残留的蛋白质，然后用乙醇沉淀。

他们就这样从75L培养物中得到10~25mg沉淀，然后将沉淀溶于盐

溶液制成细胞提取物。他们首先用S型细菌的细胞提取物与活的R型

细菌混合进行转化实验，并获得成功。接着，他们将细胞提取物用不

同的酶进行处理后，再与活的R型细菌混合进行转化。具体分这样几

组：第一组，不作处理，作为对照，能够转化；第二组，细胞提取物

经蛋白酶处理，能够转化；第三组，经RNA酶处理，能够转化；第四

组，经酯酶处理，能够转化；第五组，经DNA酶处理，不能转化。

只有DNA酶能够阻止转化实验，这表明被DNA酶消化分解的

DNA极有可能就是细胞提取物中有活性的转化因子。接下来，他们分

析了转化因子的理化特征：转化因子的分子量很大，氮磷比约为1.67，

在260nm的紫外线照射时具有最大的吸收峰值，检测DNA的二苯胺

反应结果是强阳性，检测RNA的苔黑酚检测结果是弱阳性，两种检测

蛋白质的方法结果都是阴性，等等。这些理化特征或测试反应的结果

都与DNA的极为相似。艾弗里在论文的结尾处写道：“本文提出的证

据支持以下观点：脱氧核糖类型的核酸是肺炎链球菌转化因子的基本

单位。”艾弗里根据这些实验证据得出上述结论已经有足够的说服力，

但是当时科学界普遍认为蛋白质才是遗传物质，因此艾弗里在论文中

也曾十分谨慎地说：“当然也有可能，这种物质的生物学活性并不是

核酸的一种遗传特性，而是由于某些微量的其他物质所造成的，这些

微量物质或者是吸附在它上面，或者与它密切结合在一起，因此检测

不出来。”（二）艾弗里的实验结果不被接受的原因艾弗里的结论一

经发表就引发质疑。一些科学家质疑的主要是转化因子究竟是DNA还

是和DNA混在一起的少量蛋白质。他们选择质疑，既与“细胞提取物

不够纯”的实际情况有关，还与当时科学界深信蛋白质是遗传物质密

不可分。20世纪初，科学家已经知道核酸是由许多核苷酸单元聚合而

成的化合物。德国生化学家科赛尔（A.Kossel，1853-1927）发现核

酸由碱基、磷酸和糖组成，并探明了组成核苷酸的四种碱基。1909年，

美国生化学家列文（P.Levene，1869-1940）提出了核苷酸的概念，

核苷酸是核酸的基本组成单位；他明确了核苷酸中核糖的结构，并将

核酸细分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。在此基础上，

列文提出了四核苷酸假说：四个互不相同的核苷酸连接构成四核苷酸，

四核苷酸连接组成DN