肺炎球菌轉化實驗

肺炎球菌轉化實驗種菌株的細菌細胞外面有多糖類的膠狀莢膜保護層，使它們不會被宿主的防禦機制所破壞。

肺炎球菌(Diplococcuspneumonoae)有許多不同的菌株(strains)，但只有光滑型(S)菌株能引起人的肺炎和小鼠的敗血症(septicemia)。這種菌株的細菌細胞外面有多糖類的膠狀莢膜保護層，使它們不會被宿主的防禦機制所破壞。當這種細菌生長在合成培養基上時，每個細菌長成一個明亮、光滑的菌落。其他一些菌株沒有莢膜，不會引起疾病，長成粗糙型(R)菌落。英國衛生部病理學實驗室的Fred Griffith發現(1928)，將高溫殺死的S型細菌和活的R型細菌一起注入小鼠體內，結果不僅有許多小鼠死於敗血症，而且從死鼠血液中還發現了活的S型細菌。
如果注入小鼠體內的只是活的R型細菌，或是死的S型細菌，都不會引起敗血症。這說明，高溫殺死的S型細菌使某些活的R型細菌轉化成S型細菌。S型細菌有一種物質或轉化因素(transformingprinciple)進入了R型細菌，引起R型細菌發生了穩定的遺傳變異。艾弗里(Osward Avery)等人(1944)從S型細菌中分別抽提出DNA、蛋白質和莢膜物質，並把每一種成分同活的R型細菌混合，懸浮在合成培養液中。結果發現只有DNA組分能夠把R型細菌轉變成S型細菌。而且DNA的純度越高，這種轉化的效率也越高。這說明，一種基因型細胞的DNA進入另一種基因型的細胞後，可引起穩定的遺傳變異，DNA賦有特定的遺傳特性。Avery等人的研究結果發表後，一些堅信蛋白質是遺傳物質的人仍然提出質疑，認為實驗用的DNA的純度不夠，轉化是由於DNA抽提物中含有的少量蛋白質的作用結果。1948年，DNA純化技術使殘留的蛋白質減少到只有0．02％。如此高純度的DNA不僅仍可引起轉化，而且轉化效率也更高。