第八讲 终于找到你——遗传物质

在生物和遗传学上，确定DNA才是真正的遗传物质和载体，经历了一波三折的戏剧性。人们孜孜以求几十年没有找到比染色体更小的遗传物质，却被一个看似不相关的病菌实验揭开了面纱。更

意思的是，在这个实验之后16年内，仍然无人领悟到这个实验已经接近了遗传的真相。在将近一代生物学家中，大家谈论到这个实验时，所谈所议的都是“转化”，而不是遗传。

我们先来看一眼造成生物史上意外发现的这个病菌。

肺炎链球菌是一种重要的人类病因，在19世纪已被发现能引致肺炎。

科学家发现，肺炎链球菌有两种形态：表面光滑型和表面粗糙型。

光滑型的菌株产生荚膜，好像是穿上了一件软猬甲，可以躲过人类的防疫系统，在人体内导致肺炎。如果注射到小白鼠体中，会导致败血症，并使小白鼠患病死亡——病菌有没有杀伤力居然也看

值!

而粗糙型的菌株不产生荚膜，会被寄主的防疫系统消灭，在人或动物体内不会导致病害——真是郁闷啊，长得粗糙连病菌都当不好。

1928年，英国的细菌学家格里菲斯做了一个有趣的实验。

他抓来了四批小白鼠。

第一批小白鼠，给它们注射粗糙型的肺炎链球菌，小白鼠安然无恙。

第二批小白鼠，给它们注射光滑型的肺炎链球菌，小白鼠一命呜呼。

第三批小白鼠，给它们注射被高温杀菌处理的光滑型肺炎链球菌，小白鼠安然无恙。

第四批小白鼠，给它们注射一种混合液，里面有粗糙型的肺炎链球菌，有被高温杀死的光滑型肺炎链球菌。这两种菌本来都是无害的。你猜结果怎么样？它们混合在一起应该也是无害的吧？

想到小白鼠死了！无害相加成有害了。

格里菲斯认为，光滑型菌体虽然死了，却遗留下来一种物质，引起粗糙型菌转化，产生光滑型菌。光滑型菌体遗留下来的是那件“软猬甲”——荚膜，粗糙型菌因为穿起了“软猬甲”，所以能够转化

产生光滑型菌。

那么，这种引起转化的物质是什么呢？格里菲斯对此并未做出回答。

格里菲斯的实验消息，传到美国。

当时在肺炎链球菌方面的权威专家是洛克菲勒研究所的艾弗里，他曾研制出抗肺炎链球菌的免疫血清。艾弗里一开始认为，肯定是格里菲斯的实验操作有误，混进了杂质。后来，实验室的研究

员重复了实验，他才相信格里菲斯是正确的。

1944年，艾弗里、麦克利奥特、麦克卡迪等人在格里菲斯工作的基础上，对转化的本质进行了深入的研究，他们把实验环境从老鼠体内换到了体外的培养皿中。只有在体外进行的实验，才可能

计更好更精确的对照组。

那么，为什么艾弗里过了16年才研究这个问题呢？因为艾弗里的主业是传染病和流感的疫苗，那是他花了毕生精力的领域。转化这个问题，只是他在退休之后的无心插柳。

艾弗里想搞清楚究竟是“软猬甲”中的什么成分真正在起作用。

当时，科学家可以用技术“敲掉”细菌中的各个成分。如果能把光滑型活菌体内的每种有机成分一个个“敲掉”，看它还能不能造成危害，就能知道哪种成分在起作用了。

他们从光滑型活菌体内分别“敲掉”5种不同的有机成分，它们是

* 多糖荚膜

* 脂质

* RNA

* 蛋白质

* DNA

然后将它们分别和粗糙型菌混合在一起，看能不能产生活性的有毒光滑型菌体。这是简单的排除法，看看设计得多巧妙。

艾弗里证明转化因子是DNA的实验

对照发现，只有去掉了DNA的光滑型菌体才失去了转化的能力。这就说明DNA是细胞内遗传物质的携带者，遗传物质是DNA而不是蛋白质。

对“蛋白质是遗传载体”的观念进行第三次冲击的，是八年之后的一个实验。

进行实验的科学家是赫尔希和蔡斯。这个实验较为复杂，我们讲座中略过不提，有兴趣的听众可以跟踪我们即将出版的科普书籍。

在科学界，要改变一个长期以来大家都接受的观念，需要很长时间和大量的反证。

从格里菲斯到艾弗里，经历了十六年时间；从艾弗里到赫尔希，又经历了八年时间；在赫尔希

蔡斯实验之后第二年，沃森与克里克才通过解析DNA的结构完美地解释了DNA藏有遗传信息的分子基础，让大部分人都接受了DNA是遗传载体的观念。

事实上，艾弗里差点被人遗忘。在介绍分子生物学历史的早期著作中，赫尔希-蔡斯实验被当成了证明DNA是遗传物质的唯一实验。在艾弗里的同事们的抗议下，艾弗里实验才被补充进去。

遗憾的是，艾弗里发现DNA是遗传物质的时候已经67岁了。由于科学界的不同认识，科学界迟迟不肯承认DNA是遗传物质。直到1969年才授予赫尔希、卢里亚、德尔布吕克三位科学家诺贝尔生理

或医学奖。这时候，艾弗里已经去世14年了。

很多科学家都为艾弗里未能获得诺贝尔奖而感到可惜。艾弗里生性低调谦虚，不喜欢抛头露面宣传自己的研究成果。对于一生致力于病菌和免疫研究的艾弗里来说，成他人之不能，是人生最大的快乐。他的乐趣完全在于科学研究的本身。诺贝尔奖于他而言，是身外浮名，得之或可喜，失之不可惜。这种更高层次的快乐，我们即使不能达到，也能心神往之。就像一首歌唱的：“笑一个，功成名就不是目的，让自己快乐快乐，这才叫做意义。”