- DNA是如何發(fā)現(xiàn)的?:一幅生命本質(zhì)的探索路線圖
- 吳明
- 1318字
- 2020-03-06 11:34:50
3.1 格里菲斯的事跡
在抗生素發(fā)明前,肺炎是造成人類(lèi)死亡率最高的疾病之一,主要禍?zhǔn)拙褪菐v膜的肺炎雙球菌(Pneumococcus),因此醫(yī)學(xué)界對(duì)之倍加關(guān)注。醫(yī)學(xué)界研究人員進(jìn)行大量觀察實(shí)驗(yàn)是出于醫(yī)療目的治病救人,然而某些人可能會(huì)走得更遠(yuǎn)些,超越了醫(yī)學(xué)研究范疇,不經(jīng)意間悄然接觸到生命本質(zhì),并由此揭開(kāi)了現(xiàn)代生物學(xué)研究的序幕。

圖3.1 格里菲斯
肺炎雙球菌有兩類(lèi),一類(lèi)是有毒力的,另一類(lèi)是無(wú)毒力的。有毒力的肺炎雙球菌會(huì)致病,對(duì)人畜健康和生命造成巨大威脅。當(dāng)時(shí),一位在英國(guó)衛(wèi)生部所屬的病理實(shí)驗(yàn)室供職的普通醫(yī)官格里菲斯,最早發(fā)現(xiàn)有毒力的肺炎雙球菌的致病特性與這種細(xì)菌的細(xì)胞壁外面有一層多糖莢膜有密切關(guān)系。這層多糖莢膜對(duì)細(xì)菌自身有保護(hù)功能,可以防止其侵入寄主體內(nèi)后被寄主自身的正常抗性機(jī)制殺滅。正因?yàn)槿绱耍朔N肺炎雙球菌才會(huì)使人畜患病死亡。由于這類(lèi)細(xì)菌的菌落光亮而平滑,格里菲斯便稱(chēng)它們?yōu)镾型(smooth一詞的字首)肺炎雙球菌。另一類(lèi)是無(wú)毒力的,不會(huì)致病,其細(xì)胞壁外面不具備多糖莢膜,自身也沒(méi)有合成多糖的能力,即便侵入人畜體內(nèi),人們也大可放心,人畜體內(nèi)的抗性機(jī)制自會(huì)有辦法將它們殺滅殆盡。由于其菌落的表面粗糙,格里菲斯便稱(chēng)它們?yōu)镽型(rough一詞的字首)肺炎雙球菌。
進(jìn)行侵染性實(shí)驗(yàn)時(shí),按照他們的經(jīng)驗(yàn),把侵染性菌液連同諸如胃黏蛋白的一種黏液性質(zhì)的物質(zhì)作為一種有毒的佐劑,一起注射入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi),看其是否發(fā)病死亡,其實(shí)這也是細(xì)菌學(xué)家們常用的技術(shù)之一。格里菲斯由于偶然的機(jī)會(huì),錯(cuò)把經(jīng)熱殺滅的肺炎雙球菌S型菌液當(dāng)成注射液的佐劑,一起注射入小鼠體內(nèi)。出乎他的意料,小鼠不久因患敗血癥死去。經(jīng)解剖分析,從死鼠心臟血液內(nèi)分離到一些帶莢膜的菌株,亦即S型肺炎雙球菌。就是說(shuō),經(jīng)熱殺滅的肺炎雙球菌的毒力似乎還存在,不過(guò)這個(gè)確實(shí)存在的現(xiàn)象直到1928年依然是一個(gè)說(shuō)不清、道不明的謎。格里菲斯戲稱(chēng)此為不多見(jiàn)的一場(chǎng)游戲[19]。

圖3.2 格里菲斯的實(shí)驗(yàn)(引自Russell,2000)
后來(lái)經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn),明確了即便不通過(guò)小鼠這個(gè)中間體,在試管內(nèi)也能夠重復(fù)出來(lái),并且反過(guò)來(lái),從S型也能轉(zhuǎn)化成為R型細(xì)菌。這說(shuō)明,從1931—1933年這一期間就已經(jīng)明確,在S型菌系中的無(wú)細(xì)胞抽提液內(nèi),可能存在著“轉(zhuǎn)化因子”,它賦予R型肺炎雙球菌合成多糖類(lèi)的遺傳能力。
正像法國(guó)巴斯德當(dāng)年說(shuō)過(guò)的:“在觀察事物的時(shí)候,偶然性只會(huì)使有造詣的人得惠。”格里菲斯便因此成為第一個(gè)發(fā)現(xiàn)肺炎雙球菌遺傳轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的人。他畢竟只是一名醫(yī)生,不是遺傳學(xué)家,因而他沒(méi)有確認(rèn)這件事或這件事的意義。另外,他的有關(guān)遺傳轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的觀察只停留在肺炎雙球菌從這一類(lèi)型轉(zhuǎn)化成為另一種類(lèi)型,從未涉及肺炎雙球菌種以外的遺傳轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的觀察。他還錯(cuò)誤地認(rèn)為:“R型肺炎雙球菌無(wú)論是從哪一種類(lèi)型轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的,它的最終形式都是相同的。”在當(dāng)時(shí),英國(guó)也沒(méi)有幾個(gè)人相信格里菲斯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。1933年,圖勃萊等編著的權(quán)威性的細(xì)菌學(xué)和免疫學(xué)教科書(shū)里,也只是以猶疑的口氣對(duì)格里菲斯所說(shuō)的遺傳轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的觀察輕描淡寫(xiě)地提了幾句。格里菲斯并沒(méi)有急于發(fā)表他的發(fā)現(xiàn),他期待進(jìn)一步驗(yàn)證,按照他的觀點(diǎn),“全能的上帝都是不慌不忙的,我為什么要那么急呢”?接下來(lái)將要敘述的艾弗利(Avery,O.T.)醫(yī)生也是這個(gè)態(tài)度。
1942年二戰(zhàn)中,格里菲斯還沒(méi)有來(lái)得及發(fā)表自己的發(fā)現(xiàn),就死于倫敦大轟炸中。
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