格裏非斯

　　發現DNA的遺傳功能，始於1928年格裏非斯（P.Grif-fith）所做的用肺炎雙球菌感染小家鼠的實驗。

　　肺炎雙球菌基本上可以分為兩個類型或品係。一個是有毒的光滑類型
，簡稱為S型。一個是無毒的粗糙類型
，簡稱為R型。S型的細胞由相當發達的莢膜（或稱為被囊）包裹著。莢膜由多糖構成，其作用是保護細菌不受被感染的動物的正常抵抗機製所殺死，從而使人或小家鼠致病（對人，它能導致肺炎；對小家鼠，則導致敗血症）。但在加熱到致死程度後，該類型的細菌便失去致病能力。由於莢膜多糖的血清學特性不同、化學結構各異，S型又可分成許多不同的小類型，如SⅠ
、SⅡ、SⅢ等。而R型細胞沒有合成莢膜的能力，所以不能使人或小家鼠致病。它不能合成莢膜的原因在於一個控製UDPG一脫氫酶的基因發生了突變，R，S兩型可以相互轉化。

　　1928年
，格裏菲斯將肺炎球菌SⅡ在特殊條件下進行離體培養，從中分離出R型。當他把這種R型的少量活細菌和大量已被殺死的SⅢ混合注射到小家鼠體內以後
，出乎意外
，小家鼠卻被致死了。剖檢發現，小家鼠的心血中有SⅢ細菌。

　　這一實驗結果可以有三種解釋。（1）SⅢ細菌可能並未完全殺死。但這種解釋不能成立，因為單獨注射經過處理的SⅢ時並不能致死小家鼠。（2）R型已轉變為S型。這一點也不能成立，因為剖檢發現的是SⅢ不是SⅡ
，R型從SⅡ突變而來

，理應轉化為 SⅡ。（3）R型從殺死的SⅢhuodemouzhongwuzhi
，daozhileixingzhuanhua
，congerhuifuleyuanxianyinjiyintubianersangshidehechengjiamodenengli。gelifeisikendinglezhezhongjieshi。zhejiushizuizaofaxiandezhuanhuaxianxiang。

　　三年之後，研究者們發現，在有加熱殺死的S型細菌存在的條件下
，體外培養R型的培養物
，也可以產生這種轉化作用。此後不到兩年
，又發現S型細菌的無細胞抽提物加到生長著的R型培養物上，也能產生R向S的轉休（R→S）。於是，研究者們提出，加熱殺死的Sxingxijunpeiyangwuhuoqiwuxibaochoutiwuzhong，yidingcunzaizhemouzhongdaozhixijunleixingfashengzhuanhuadewuzhi。zhezhongwuzhijiujingshishenme
，renmenshangbuzhidao，weibianyuyanjiu，zanshijiaozuo“轉化因子”（transforming principle）。 格裏菲斯發現轉化作用，為爾後認識到DNA是遺傳物質奠定了基礎。艾弗裏和他的同事麥克勞德（C.M.Mcleod）和麥卡蒂（M.J.Mccarty）正是在這個基礎上繼續前進，才獲得了重大的突破。1944年，在紐約洛克菲勒研究所

，艾弗裏等人為了弄清轉化因子的化學本質，開始對含有R→S轉化因子的SⅢ型細菌的無細胞抽提物進行分餾、純化工作。他們根據染色體物質的絕大部分是蛋白質的事實，曾一度推斷蛋白質很可能是“轉化因子”。然而
，當他們使用一係列的化學法和酶催化法
，把各種蛋白質
、類脂、多糖和核糖核酸從抽提物中去掉之後，卻發現抽提物的剩餘物質仍然保持把R型轉化為S型的能力。於是，他們對自己的推斷動搖了。最後

，在對抽提物進一步純化之後
，他們發現，隻消把取自SⅢ細胞抽提物的純化DNA

，以低達六億分之一的劑量加在一個R型細胞的培養物中
，仍然具有使R→SⅢ的轉化能力。他們還發現，從一個本身由R型轉化產生的S型細菌的培養物中提取的DNA也能使R→S。於是，他們得出結論說，“轉化因子”就是DNA。並在《實驗醫學雜誌》第79卷第137期發表了這一研究成果。

　　艾弗裏等人的試驗和結論是對脫氧核糖核酸認識史上的一次重大突破，徹底改變了它在生物體內無足輕重的傳統觀念。艾弗裏等人在1944年所作的試驗和結論
，不僅沒有使科學界立即接受DNA是(shi)遺(yi)傳(chuan)物(wu)質(zhi)的(de)正(zheng)確(que)觀(guan)念(nian)
，反(fan)而(er)引(yin)起(qi)了(le)科(ke)學(xue)界(jie)許(xu)多(duo)人(ren)的(de)極(ji)大(da)驚(jing)訝(ya)和(he)懷(huai)疑(yi)。當(dang)時(shi)主(zhu)要(yao)有(you)兩(liang)種(zhong)代(dai)表(biao)性(xing)的(de)否(fou)定(ding)意(yi)見(jian)。第(di)一(yi)種(zhong)是(shi)，即(ji)使(shi)活(huo)性(xing)轉(zhuan)化(hua)因(yin)子(zi)就(jiu)是(shi)DNA，也ye可ke能neng隻zhi是shi通tong過guo對dui莢jia膜mo的de形xing成cheng有you直zhi接jie的de化hua學xue效xiao應ying而er發fa生sheng的de作zuo用yong
，不bu是shi由you於yu它ta是shi遺yi傳chuan信xin息xi的de載zai體ti而er起qi作zuo用yong的de。第di二er種zhong否fou定ding意yi見jian則ze根gen本ben不bu承cheng認renDNA是遺傳物質，認為不論純化的 DNA從數據上看是如何的純淨，它仍然可能藏留著一絲有沾汙性的蛋白質殘餘，說不定這就是有活性的轉化因子。

　　科學界的懷疑、否定，不但沒有能動搖艾弗裏等人繼續探索的堅定信心
，反而加強了他們的信念
，為進一步明確
、探索而奮鬥。

　　為了回答第一種懷疑論，泰勒（H.Taylor）和哈赤基斯（R.D.Hotchkiss）先後做了大量的實驗工作。特別是他們在1949年所進行的實驗，給了懷疑論者以致命一擊。泰勒從粗糙型（即R突變型）品係中分離出一個新的更加粗糙、更加不規則的突變型ER

，並且發現從R品係細胞中提取出來的DNA可以完成ER向R的轉化。這樣，就證明了在以往實驗中作為受體的R品係本身還帶有一種轉化因子。這種轉化因子能把R品係仍然還具有的一點點殘餘的合成莢膜的能力轉授給那個莢膜缺陷更甚的ER品係。不僅如此，泰勒還發現，將從S品係（作為給體）提取的NDA加到ER品係（作為受體）中，也能實現ER向R的轉化。如果把這種第一輪的R轉化物抽取一些加以培養，然後再加進S給體的DNA，便會出現R向S的轉化。泰勒的這些發現使得那些曾抱有“DNA僅僅是在多糖莢膜合成中作為一種外源化學介質進行幹擾而導致轉化作用”這種信念的人們，無言以對，隻得認輸。

　　在同一年內，哈赤基斯還證實了那些與莢膜形成毫無關係的一些細菌性狀（如對藥物的敏感性和抗性）也會發生轉化。他從正常的S型肺炎球菌中分離出了一種抗青黴素的突變型（記為PenrS），提取出它的DNA
，加到一個由對青黴素敏感的S型中突變產生的R型（記為PenrR）的培養物中。結果發現，某些個Penr―R受體細菌已被轉化為Penr―S給體型。據此
，他得出結論說，肺炎球菌的DNAbudandaiyouweijiamoxingchengsuoxuyaodexinxi，erqiehaidaiyouduiqingmeisuchanshengkangxingdexibaojiegoudexingchengsuoxuyaodexinxi。tahairenwei，jiamodexingchengheduiqingmeisudekangxingsihushiyoubutongdeDNA分子控製著。此後不久，哈赤基斯又利用從S野生型抗鏈黴素突變型細胞中提取的DNA進行試驗，也獲得了同上述實驗完全相仿的結果。當哈赤基斯將其實驗結果在美國科學院院報上發表之後，一切認為 DNA的轉化作用是生理性的而不是遺傳性的各種奇談怪論便消失無蹤了。

　　針對第二種否定意見，艾弗裏和麥卡蒂於1946年用蛋白水解酶、核糖核酸酶和NDA酶mei分fen別bie處chu理li肺fei炎yan球qiu菌jun的de細xi胞bao抽chou提ti物wu。結jie果guo表biao明ming，前qian兩liang種zhong酶mei根gen本ben不bu影ying響xiang抽chou提ti物wu的de生sheng物wu學xue效xiao能neng，然ran而er隻zhi消xiao碰peng一yi碰peng後hou者zhe，抽chou提ti物wu的de轉zhuan化hua活huo性xing便bian立li即ji被bei完wan全quan破po壞huai掉diao。這zhe一yi結jie果guo進jin一yi步bu證zheng明ming了leDNA作為遺傳信息載體的功能。哈赤基斯繼續對轉化因子進行化學提純。到1949年時，他已經能把附著在活性DNA上的蛋白質含量降低到0.02％。盡管如此，在1949年，這些實驗結果仍然沒能使懷疑論者相信DNA是遺傳變化的原因所在。甚至到1950年，米爾斯基（A.E.Mirsky）仍對艾弗裏的轉化因子試驗結論持懷疑態度。他認為，“很可能就是DNA而不是其它的東西是對轉化活性有責的，但還沒有得到證實。在活性因子的純化過程中，越來越多的附著在DNA上的蛋白質被去掉了，……但很難消除這樣的可能性，即可能還有微量的蛋白質附著在DNA上，雖然無法通過所采用的各種檢驗法把它們偵察出來
，……因此對DNA本身是否就是轉化介質還存在一些疑問”。

　　後來，隨著對DNA化學本性的足夠了解，特別是1952年赫爾希（A.D.Hers-hey）和蔡斯（M.Chase）證明了噬菌體DNA能攜帶母體病毒的遺傳信息到後代中去以後，科學界才終於接受了DNA是遺傳信息載體的理論。美國分子遺傳學家G.S.斯坦特寫道：“這項理論到1950年後好像突然出現在空中似的，到了1952年已被許多分子遺傳學家奉為信條”。

　　科(ke)學(xue)界(jie)對(dui)艾(ai)弗(fu)裏(li)等(deng)人(ren)的(de)理(li)論(lun)的(de)懷(huai)疑(yi)，也(ye)反(fan)映(ying)到(dao)諾(nuo)貝(bei)爾(er)獎(jiang)評(ping)選(xuan)委(wei)員(yuan)會(hui)中(zhong)。當(dang)艾(ai)弗(fu)裏(li)提(ti)出(chu)他(ta)們(men)的(de)理(li)論(lun)以(yi)後(hou)，閘(zha)有(you)人(ren)提(ti)議(yi)艾(ai)弗(fu)裏(li)應(ying)獲(huo)這(zhe)種(zhong)最(zui)高(gao)獎(jiang)勵(li)。但(dan)鑒(jian)於(yu)科(ke)學(xue)界(jie)對(dui)其(qi)理(li)論(lun)還(hai)抱(bao)有(you)懷(huai)疑(yi)，諾(nuo)貝(bei)爾(er)獎(jiang)評(ping)選(xuan)委(wei)員(yuan)會(hui)認(ren)為(wei)推(tui)遲(chi)發(fa)獎(jiang)更(geng)為(wei)合(he)適(shi)。可(ke)是(shi)，當(dang)對(dui)他(ta)的(de)成(cheng)就(jiu)的(de)爭(zheng)議(yi)平(ping)息(xi)
、諾貝爾獎評選委員會準備授獎之時，他已經去世了。諾貝爾獎評選委員會隻好惋惜地承認：“艾弗裏於1944年關於DNA攜帶信息的發現代表了遺傳學領域中一個最重要的成就

，他沒能得到諾貝爾獎金是很遺憾的”。

　　艾ai弗fu裏li等deng人ren的de科ke學xue發fa現xian為wei什shen麼me遲chi遲chi得de不bu到dao科ke學xue界jie的de承cheng認ren呢ne？這zhe當dang然ran不bu是shi由you於yu他ta們men的de不bu術shu地di位wei低di下xia所suo致zhi，因yin為wei艾ai弗fu裏li那na時shi已yi經jing是shi細xi菌jun學xue界jie的de一yi員yuan老lao將jiang。不bu是shi由you於yu出chu版ban機ji構gou的de壓ya抑yi，因yin為wei他ta拉la的de文wen章zhang在zai《實驗醫學雜誌》shangdedaolejishifabiao。yebushiyouyutamendeyanjiuchaoyueleshidaihuolikaileyanjiudezhuliuqushi

，yinweidangshiyouxuduorendouzaiyanjiugelifeisifaxiandexinxianxiang。makesizhuyirenwei，aifulidefaxiandemengnanzhuyaoyouyurenshilunfangmiandeyixieyuanyinzaochengde。jutishuolaishi：第一，傳統觀念的束縛。無庸否認
，大家早就懷疑過DNA在遺傳過程中是否有一定的功能，特別是自從福爾根（F.Feulgen）於1924年證明了DNAshiransetideyigezhuyaozufenzhihou。danshi

，youyukexueyanjiufazhandetedinglishijincheng，renmenduidanbaizhideyanjiuluoweichongfen，duitadezhongyaoxinghefenzijiegouderenshibijiaoshenru
；而對DNA的研究就非常不夠
，因而人們也就很難設想DNA能夠作為遺傳信息的載體。在一段相當長的時間仙
，DNA不像蛋白質那樣引人注意。這除了它不像蛋白質（特別是酶）那樣到處都是，且到處都是活躍以外
，重要的一點還在於結構上似乎沒有蛋白質那樣變化多端，具有個性（同一生物體中的異源蛋白質之間，或者不同生物體中的同源蛋白質之間，在結構的特異性上存在著極大的差異）。直到30年代後期，科學界還普遍堅持萊文（P.A.T.Levine）在20年代提出的“DNA結構的四核苷酸假說”，認為DNA隻不過是一種含有腺苷酸、鳥苷酸、胸腺苷酸和胞苷酸四種殘基各一個的四核苷酸而已。到了40年代早期
，盡管已經認識到DNA分子量實際上要比四核苷酸理論所要求的大得多，但是仍然普遍地相信四核苷乃是那較大的DN聚合體的基本重複單元
，其中四個嘌呤和嘧啶堿基都依次按規定的序列而被重複著。DNA被看成如同澱粉等聚合物一樣的一種單調的均勻第二，錯誤地總結經驗造成的因噎廢食。

　　就在艾弗裏等人做出上述結論的20年之間
，著名生物學家
、1915年(nian)諾(nuo)貝(bei)爾(er)化(hua)學(xue)獎(jiang)獲(huo)得(de)者(zhe)威(wei)爾(er)斯(si)塔(ta)特(te)在(zai)實(shi)驗(yan)中(zhong)由(you)於(yu)采(cai)用(yong)的(de)酶(mei)溶(rong)液(ye)過(guo)於(yu)稀(xi)釋(shi)之(zhi)故(gu)，以(yi)至(zhi)用(yong)通(tong)常(chang)的(de)化(hua)學(xue)檢(jian)驗(yan)法(fa)顯(xian)示(shi)不(bu)出(chu)它(ta)的(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)含(han)量(liang)，但(dan)仍(reng)存(cun)在(zai)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)，於(yu)是(shi)便(bian)做(zuo)出(chu)了(le)酶(mei)不(bu)是(shi)蛋(dan)白(bai)質(zhi)的(de)錯(cuo)誤(wu)結(jie)論(lun)，宣(xuan)稱(cheng)已(yi)經(jing)製(zhi)成(cheng)了(le)不(bu)含(han)蛋(dan)白(bai)質(zhi)的(de)酶(mei)的(de)製(zhi)備(bei)物(wu)。由(you)於(yu)這(zhe)種(zhong)結(jie)論(lun)出(chu)自(zi)權(quan)威(wei)之(zhi)口(kou)，人(ren)們(men)信(xin)以(yi)為(wei)真(zhen)，結(jie)果(guo)使(shi)對(dui)酶(mei)的(de)研(yan)究(jiu)推(tui)遲(chi)達(da)10年之久。1944年(nian)時(shi)，科(ke)學(xue)界(jie)對(dui)這(zhe)種(zhong)前(qian)車(che)之(zhi)鑒(jian)仍(reng)記(ji)憶(yi)猶(you)新(xin)。所(suo)以(yi)，當(dang)艾(ai)弗(fu)裏(li)等(deng)人(ren)公(gong)布(bu)他(ta)們(men)的(de)結(jie)論(lun)後(hou)，害(hai)怕(pa)再(zai)受(shou)騙(pian)的(de)科(ke)學(xue)界(jie)便(bian)不(bu)敢(gan)再(zai)盲(mang)然(ran)唯(wei)這(zhe)位(wei)權(quan)威(wei)而(er)是(shi)從(cong)
，遲(chi)遲(chi)不(bu)予(yu)認(ren)可(ke)了(le)。播(bo)種(zhong)苦(ku)果(guo)的(de)是(shi)已(yi)故(gu)權(quan)威(wei)威(wei)爾(er)斯(si)塔(ta)特(te)，而(er)蒙(meng)受(shou)苦(ku)果(guo)之(zhi)害(hai)的(de)是(shi)在(zai)世(shi)權(quan)威(wei)艾(ai)弗(fu)裏(li)。殊(shu)途(tu)而(er)同(tong)歸(gui)。“威爾斯塔特的錯誤幽靈使基因的研究又拖遲10年之久”。艾(ai)弗(fu)裏(li)等(deng)人(ren)及(ji)其(qi)科(ke)學(xue)發(fa)現(xian)的(de)不(bu)幸(xing)遭(zao)遇(yu)
，向(xiang)我(wo)們(men)提(ti)出(chu)了(le)許(xu)多(duo)值(zhi)得(de)深(shen)思(si)的(de)問(wen)題(ti)。首(shou)先(xian)，作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)科(ke)學(xue)工(gong)作(zuo)者(zhe)，我(wo)們(men)應(ying)當(dang)努(nu)力(li)克(ke)服(fu)思(si)想(xiang)上(shang)的(de)保(bao)守(shou)性(xing)和(he)片(pian)麵(mian)性(xing)，做(zuo)到(dao)不(bu)為(wei)流(liu)行(xing)觀(guan)念(nian)所(suo)束(shu)縛(fu)，努(nu)力(li)去(qu)揭(jie)示(shi)未(wei)曾(zeng)為(wei)大(da)多(duo)數(shu)人(ren)所(suo)注(zhu)目(mu)的(de)新(xin)領(ling)域(yu)；做zuo到dao正zheng確que總zong結jie經jing驗yan教jiao訓xun，不bu能neng因yin噎ye廢fei食shi。其qi次ci，作zuo為wei一yi個ge科ke研yan管guan理li工gong作zuo者zhe，我wo們men不bu僅jin應ying對dui那na些xie成cheng果guo在zai短duan期qi內nei就jiu得de到dao證zheng實shi的de發fa現xian者zhe給gei予yu獎jiang勵li
，而er且qie也ye應ying對dui那na些xie其qi成cheng果guo需xu要yao很hen長chang時shi間jian才cai能neng得de到dao證zheng實shi的de卓zhuo越yue發fa現xian者zhe（特別是其中的高齡科學家）
，及時給予承認。