Эксперимент Освальда Эвери, Колина МаклаудаВ русскоязычной литературе долгое время использовалась и широко используется до сих пор неверная транслитерация Маклеод. и , произведённый в 1944 году, доказал, что веществом, вызывающим трансформацию бактерий, является ДНК. Это явилось первым материальным доказательством роли ДНК в наследственности.

Эксперимент Эвери, Маклауда и Маккарти стал кульминацией исследований, начатых экспериментом Гриффита в 1928 году и проводившихся в Рокфеллеровском институте медицинских исследований в 1930-х — 1940-х годах. В эксперименте Гриффита убитые пневмококки (Streptococcus pneumoniae) вирулентного штамма III-S, введенные с живыми невирулентными пневмококками штамма II-R, вызывали инфекцию типа III-S.

В статье, опубликованной в феврале 1944 года в Журнале экспериментальной медицины (), Эвери с соавторами показал, что ДНК, но не белки являлись веществом, определяющим наследственность у бактерийFruton (1999), pp. 438—440..

Предыстория

После разработки метода серологического типирования медики получили возможность определять принадлежность бактерий к тому или иному штамму. Человек или животное, в организм которого попадает определенный штамм бактерий, в результате иммунного ответа образует антитела, специфически реагирующие с антигенами на поверхности этих бактерий. Содержащая антитела сыворотка крови может быть выделена и использована для тестирования разных штаммов. Антитела реагируют только с бактериями того типа, который использовался при иммунизации. Штаммы пневмококка были впервые описаны и типированы немецким бактериологом Фридрихом Нойфельдом (). До исследований Гриффита бактериологи полагали, что штаммы не изменяются от поколения к поколениюLehrer, Steven. Explorers of the Body. 2nd edition. iuniverse 2006 p 46 .

В эксперименте Гриффита, результаты которого были опубликованы в 1928 году, было установлено, что какой-то «трансформирующий агент» заставляет пневмококки превращаться из одного штамма в другой. Гриффит, британский офицер, медик, многие годы занимался серологическим типированием пневмонии. Гриффит предполагал, что штаммы, склонные к вирулентности, и невирулентные штаммы превращаются друг в друга (но не предполагал, что разные штаммы могут одновременно заражать один организм). Проверяя данную возможность, Гриффит показал, что трансформация может происходить в случае, когда мышей иммунизировали убитыми бактериям вирулентного штамма и живыми бактериями невирулентного штамма. Позднее из умерших мышей были выделены живые бактерии вирулентного штамма

Данные, полученные Гриффитом, позднее были подтверждены НойфельдомNeufeld, Fred, and Walter Levinthal. «Beitrage zur Variabilitat der Pneumokokken », Zeitschrift fur Immunitatsforschung, volume 55 (1928): 324–340. в Институте Коха и Мартином Досоном () в Рокфеллеровском институтеDawson, Martin H. «The Interconvertibility of 'R' and 'S' Forms of Pneumococcus », Journal of Experimental Medicine, volume 47, no. 4 (1 April 1928): 577–591. Учёные Рокфеллеровского института продолжили изучение трансформации в последующие годы. Совместно с Ричардом Сиа Досон разработал метод трансформации клеток бактерий in vitro (эксперимент Гриффита был сделан в условиях in vivoDawson, Martin H., and Richard H. P. Sia. «The Transformation of Pneumococcal Types In Vitro .» Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine, volume 27 (1930): 989–990.. После отъезда Досона в 1930 году, Джеймс Эллоуэй () предпринял попытки продолжить исследования Гриффита и к 1933 году получил водный экстракт трансформирующего агента. Колин Маклауд работал над очисткой этих растворов с 1934 по 1937 год. Исследования были продолжены в 1940 году и завершены Маклином МаккартиFruton (1999), p. 438.The Oswald T. Avery Collection: «Shifting Focus: Early Work on Bacterial Transformation, 1928—1940 .» Profiles in Science. U.S. National Library of Medicine. Accessed February 25, 2009..

Эксперимент Пневмококки в норме образуют гладкие (то есть крупные, с ровной поверхностью) колонии и имеют полисахаридную капсулу, компоненты которой и запускают образование антител.

В ходе эксперимента пневмококки, образующие гладкие колонии, были убиты нагреванием, и из них был извлечён компонент, растворимый в водно-солевом растворе. Белки были осаждены хлороформом, а полисахаридные капсулы, обусловливающие антигенные свойства бактерий, гидролизованы специфичным ферментом. Для подтверждения полного гидролиза капсул, была проведена процедура иммунопреципитации специфическими антителами. После разделения в спирте из полученной активной фракции были выделены волокнистые тяжи.

Химический анализ показал, что соотношение углерода, водорода, азота и фосфора в полученном осадке соответствует соотношению этих же элементов в молекуле ДНК. Для подтверждения того, что действующим началом трансформации является именно ДНК, но не РНК, белки или другие компоненты клетки, Эвери с сотрудниками обработали смесь трипсином, химотрипсином, рибонуклеазой, но эта обработка никак не влияла на трансформирующие свойства. Лишь обработка ДНКазой приводила к разрушению трансформирующего начала. Таким образом было установлено, что действующим началом бактериальной трансформации является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).

Литература

Примечания

Категория:1944 год в науке Категория:Генетические эксперименты Категория:Методы молекулярной биологии