关于艾弗里实验的探疑

发布时间:2023-09-25 09:55|栏目:第1节 DNA是主要的遗传物质 |浏览次数:

 当时看到人教版教材对艾弗里实验的描述,就产生了一个很大的疑问:艾弗里用什么方法提取出有活性的蛋白质进行实验呢?

依据生物知识的发展和本人的教育背景,蛋白质分离并不是一件很容易的事情,尤其是痕量蛋白质,即使进入了21世纪,也不是那么容易。

    另一方面,蛋白质容易变性,不同的蛋白质具有生理活性的条件是有差别的,这将导致分离出有活性的蛋白质更困难,尤其是分离出一种生物体内所有有活性的蛋白质在那个年代更加不可能完成。

 

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    带着这样的疑问,我们找到了艾弗里等人的原文,希望搞明白艾弗里是怎么分离得到有活性的蛋白质的。

    经过查找分析原文得出惊人的发现,艾弗里原文中却没有分离有活性的蛋白质的实验步骤。艾弗里实验的实验思路是“先纯化转化因子,然后再对转化因子进行化学鉴定”。

    艾弗里选择的关注点就是转化。先从混合物中纯化转化因子,用苯酚氯仿法去除掉S型细胞中绝大部分蛋白质,发现仍然可以发生转化,说明被去掉的蛋白质并不是促成转化的转化因子。

    幸运的是其它研究团队获得了能分解荚膜多糖的酶,他们向该研究团队要了一点这种酶进行实验,结果发现分解多糖的酶处理后,仍然具有转化活性,即荚膜是转化因子的可能性也被排除。

    如此不断的尝试,艾弗里及其同事不断去除各种成分,最终得到了纯化的转化因子。然后将他们纯化的转化因子和已知DNA的化学性质进行比较分析,发现两者的一致性,据此他们认为转化因子就是DNA。

 

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    在艾弗里那个年代,研究受其所处时代的科技发展水平和认识水平的限制,并没有成熟的提取一种生物所有的有活性蛋白质的方法(现在也很难),也没有成熟的提取生物体内DNA的方法(虽然当然可以从部分生物体内提取DNA,如鲑鱼的精子),甚至艾弗里他们连荚膜的成分是什么也不清楚,甚至一度认定那些不溶于酒精中的丝状物是荚膜。

    如果我们处在艾弗里的时代,我们可能会想到分别提取S型肺炎双球菌中的各种成分,但是技术水平不允许我们那么做。

    值得注意的是,当时并没有发现DNA酶,也就没有办法进行最后的验证,直到1946,他们从别处得到了DNA酶,实验发现DNA酶处理后转化因子的转化能力丧失,这样就确认了转化因子就是DNA。

为了继续查证,附带查阅了几篇艾弗里当时合作同事的一些回忆性文章,大学图书馆藏书中科院组织翻译的内部资料,以及北大的《遗传学经典文选》,发现和自己对原文的理解没太大的差异。

 

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老教材图

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新教材图

    艾弗里的实验,尤其是其实验思路,继承了生物学研究的一些传统,即在不知道转化因子的本质是什么的情况下,却可以仅仅抓住转化功能这一特性来进行实验研究得出结论。

    这样的例子很多,如控制性状的遗传因子是什么在当时也不清楚,但是这不妨碍科学家们去研究和发现遗传学基本定律。

    诚然,艾弗里的实验过程是相对复杂的。作为一个高中生物教师,承担着生物学科教学和科普工作,无法还原艾弗里实验的所有细节,但应该注意到艾弗里当时的科技水平发展,即当时的科技水平无法实现对各种有效成分的提取分离,应该尊重当时的科学事实。

 

 

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