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グリフィスの実験

グリフィスの実験(ぐりふぃすのじっけん)は、1928年にフレデリック・グリフィスによって初めて行われた実験である。バクテリアにおける形質転換を発見し、この過程を経て遺伝情報を転移できることを示唆した最初の実験の一つである。グリフィスは病原性を持つIII-S (smooth) と病原性を持たないII-R (rough) の2種類の肺炎レンサ球菌(肺炎双球菌とも)の株 (strain) を用いた。III-S株の細胞は多糖類でできた皮膜(莢膜)で覆われ、これで宿主の免疫系から自分自身を守るため、宿主の体内で繁殖し、病気を起こせる。これに対してII-R株は多糖類の皮膜を持たず、宿主の免疫系に負けてしまうため病原性を持たない。つまりIII-S株を接種されたマウスは死ぬが、II-R株を接種されたマウスは死なない。この実験では、III-S株のバクテリアを加熱して死滅させたものと、II-R株のバクテリアを用いた。これらはそれぞれ単独ではマウスを殺さないとが確認された。にもかかわらず両者を混ぜ合わせたものを接種した場合、マウスは発病して死亡することを彼は見いだした。さらにその死んだマウスの血からIII-SとII-R両方のバクテリアを分離した。当初は「III-S株の加熱物に皮膜が含まれており、これをII-R株が利用することで宿主内での生存が可能になった」との可能性も考えた。しかし加えたバクテリアのうちで生きたものはII-R株のみであるから、発見されたIII-S株はII-R株の子孫でなければならない。このことからグリフィスは「III-S株の死んだものに含まれる何らかの『転換要素』が原因となって、II-R株が致死性のIII-S株に『転換』した」と結論づけた。この菌の型は大きくS型とR型に分けられる。S型はその皮膜に多型があり、免疫学的に30程に区分されていて、上記のIIやIIIはそれを表す。R型は筴膜が無いのでこのような区別は無い。元々R型はS型からの突然変異によって出現し、例えばII-S型から出たR型はII-R型と称する。R型が復帰突然変異によってS型に戻る例もあるが、この場合II-R型からはII-S型が生じるので、上の実験結果を説明できない。今日では、グリフィスが観察した『転換要素』はIII-S株のバクテリアのデオキシリボ核酸 (DNA) そのものだと分かっている。加熱処理によってバクテリアが死亡してもDNAはまだ破壊されず、II-R 株のバクテリアに取り込まれる。III-S株のDNAは免疫系から身を守る多糖類の皮膜の遺伝子を含んでいる。この遺伝子によってII-R株のバクテリアが形質転換し、宿主の免疫系から身を守り、かつ宿主を殺せるようになる。なお、形質転換はいわゆる遺伝子操作の基本的な技法として現在も利用されている。『転換要素』の正しい素性 (DNA) はのちにオズワルド・アベリー、コリン・マーロウ・マクラウド ()、マックリン・マッカーティ() による実験() と、アルフレッド・ハーシー ()、マーサ・チェイス () による実験(ハーシーとチェイスの実験)によって確認された。彼らはそれが遺伝子である可能性が高いと判断し、これを特定することに成功したが、これは遺伝子の本体がDNAであることを明瞭に示唆したごく早い例である。

出典:wikipedia

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