生物が遺伝することは経験的にむかしからわかっていたことだが、いったい何が遺伝情報を伝えるのかはずっと不明のままであった。ところが、1928年、グリフィス博士という研究者が遺伝が化学物質で決まることを証明した。しかしこの時点では遺伝物質が何であるのかまではわからないままであった。この遺伝物質についてはいろいろな科学者が論争をし、DNAかタンパク質であろうと結論が絞られた。DNAは糖とリン酸、4種類の塩基でできた単純な物質で、タンパク質は非常にたくさんの種類がある複雑な分子であるため、当初は遺伝子本体の物質はタンパク質であろうと予測されていた。

このどちらが遺伝物質かという疑問に答えをだしたのが、ロックフェラー研究所のO,エベリー博士、C.マクロード博士、M.マッカーティ博士の3人であった。1944年、この3人は「DNAが肺炎双球菌の形質転換の原因である」とう論文を発表した。

まず、ここでグリフィス博士の実験の内容を説明する。

肺炎双球菌にはS型とR型という二つのタイプがある。R型の方は非病原性だが、S型は病原性である。

このS型の菌とR型の菌をそれぞれ別々のマウスに注射をするとR型の方には変化がなく、S型の方は死んでしまう。

R型の菌を注射:R型の菌を注射されたマウス---->生きているマウス

S型の菌を注射:S型の菌を注射されたマウス---->死んだマウス

この二つの菌を使って以下のような実験を行った。

1)病原性の肺炎双球菌(S型)に熱をかけて菌を殺すと、菌の細胞が破壊され遺伝物質が放出した。

2)1)に非病原性の肺炎双球菌(R型)を混ぜたら、病原性のS型の遺伝子がR型の細胞の中に入り、さらにR型の遺伝子の中に入った。このように、遺伝子と遺伝子が混ざり合うことを「遺伝子の組替え」という。

3)組替えが起こってできた肺炎双球菌をネズミに注射したところネズミは病原性を示した。

R型の菌と加熱されたS型の菌注射されたマウス死んだマウス

このR型の菌がS型の菌の機能を持つことを形質転換という。

ここまでがグリフィス博士がした実験であるが、エベリーらはさらにこれに追試をした。つまりR型からS型へ変換を起こす遺伝物質の性質を調べたのである。その結果は・・・、

A)遺伝物質にどれくらいの酸素、窒素、炭素が含まれているのかを示した値(これを元素分析という)は、DNAの化学組成から計算した値とよく一致した。

B)遺伝物質は光を吸収した。この光の波長は260nm付近で、紫外線と呼ばれるものである。DNAも260nm付近の光を吸収する。

C)肺炎双球菌からタンパク質や脂質を取り除いて同じ実験を繰り返した。しかし、肺炎双球菌の形質転換する能力には変化がなかった。

D)トリプシンやキモトリプシンはタンパク質を分解する酵素であるが、これらを菌に加えても形質転換する能力に変化はなかった。

⇒これにより遺伝物質はタンパク質ではないことが決定付けられた。

E)RNAだけを分解する酵素を加えて同じ実験を繰り返したが、形質転換は相変わらずしてしまう。

⇒これにより遺伝物質はRNAではないことが決定付けられた。

F)肺炎双球菌にDNAを分解する酵素を加えると、形質転換する機能が完全に失われた。

⇒これにより遺伝物質はDNAであることが確認された。

以上によりグリフィス博士による証明実験から16年の歳月により遺伝物質はDNAであることが分かったのである。


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