Avery, McLeod a McCarthy experimentují

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 25. dubna 2021; kontroly vyžadují 2 úpravy .

Experiment Oswalda Averyho , Colina MacLeoda [1] a Maclyna McCartyho ( Eng.  Oswald Avery, Colin MacLeod, Maclyn McCarty ), vyrobený v roce 1944 , dokázal, že látkou, která způsobuje přeměnu bakterií, je DNA . Toto byl první materiální důkaz role DNA v dědičnosti .

Experiment Averyho, MacLeoda a McCarthyho byl vyvrcholením výzkumu zahájeného Griffithovým experimentem v roce 1928 a provedeného v Rockefellerově institutu pro lékařský výzkum ve 30. a 40. letech 20. století. V Griffithově experimentu způsobily usmrcené pneumokoky ( Streptococcus pneumoniae ) virulentního kmene III-S zavedené s živými nevirulentními pneumokoky kmene II-R infekci typu III-S.

V článku publikovaném v únoru 1944 v Journal of Experimental Medicine Avery et al ukázali, že určujícím faktorem dědičnosti u bakterií je DNA , nikoli však proteiny [2] [3] .  

Pozadí

Po vyvinutí metody sérologické typizace byli lékaři schopni určit příslušnost bakterií ke konkrétnímu kmeni . Osoba nebo zvíře, které vstoupí do těla určitého kmene bakterií, v důsledku imunitní reakce vytváří protilátky, které specificky reagují s antigeny na povrchu těchto bakterií. Sérum obsahující protilátky lze izolovat a použít k testování různých kmenů. Protilátky reagují pouze s typem bakterií použitým při imunizaci. Kmeny pneumokoků poprvé popsal a typizoval německý bakteriolog Friedrich Neufeld ( německy Fred Neufeld ). Před Griffithovým výzkumem se bakteriologové domnívali, že kmeny se z generace na generaci nemění [4] .  

V Griffithově experimentu , jehož výsledky byly publikovány v roce 1928 [5] , bylo zjištěno, že nějaký druh „transformačního činidla“ způsobuje změnu pneumokoků z jednoho kmene na druhý. Griffith, britský lékař, se již mnoho let zabývá sérologickým typováním zápalu plic. Griffith předpokládal, že kmeny náchylné k virulenci a nevirulentní kmeny se navzájem proměňují (ale nepředpokládal, že různé kmeny mohou infikovat stejný organismus ve stejnou dobu). Při testování této možnosti Griffith ukázal, že k transformaci může dojít, když byly myši imunizovány usmrcenými bakteriemi virulentního kmene a živými bakteriemi nevirulentního kmene. Později byly z mrtvých myší izolovány živé bakterie virulentního kmene [6]

Griffithova zjištění byla později potvrzena Neufeldem [7] z Kochova institutu a Martinem  H. Dawsonem z Rockefellerova institutu [8] Vědci z Rockefellerova institutu pokračovali ve studiu transformace v následujících letech. Spolu s Richardem Sia Dawsonem vyvinul metodu pro transformaci bakteriálních buněk in vitro (Griffithův experiment byl proveden in vivo [9] . Po Dawsonově odchodu v roce 1930 se James Alloway pokusil pokračovat v Griffithově výzkumu a do roku 1933 obdržel vodný extrakt transformační činidlo Colin Macleod pracoval na čištění těchto roztoků v letech 1934 až 1937. Výzkum pokračoval v roce 1940 a dokončil jej Maclean McCarthy [10] [11] .  

Experiment

Pneumokoky normálně tvoří hladké (tj. velké, s plochým povrchem) kolonie a mají polysacharidové pouzdro , jehož složky vyvolávají tvorbu protilátek.

Během experimentu byly zahřátím usmrceny pneumokoky tvořící hladké kolonie a byla z nich extrahována složka rozpustná v roztoku vody a soli . Proteiny byly vysráženy chloroformem a polysacharidové kapsle, které určují antigenní vlastnosti bakterií, byly hydrolyzovány specifickým enzymem. Pro potvrzení úplné hydrolýzy kapslí byl proveden imunoprecipitační postup se specifickými protilátkami . Po separaci v alkoholu byly z výsledné aktivní frakce izolovány vláknité prameny [2] .

Chemická analýza ukázala, že poměr uhlíku , vodíku , dusíku a fosforu ve výsledné sraženině odpovídá poměru stejných prvků v molekule DNA. Aby se potvrdilo, že aktivním principem transformace je DNA , ale ne RNA , proteiny nebo jiné složky buňky, Avery a spolupracovníci ošetřili směs trypsinem , chymotrypsinem , ribonukleázou , ale tato úprava neovlivnila transformační vlastnosti tak jako tak. Pouze léčba DNázou vedla ke zničení transformačního principu [2] . Bylo tedy zjištěno, že aktivním principem bakteriální transformace je deoxyribonukleová kyselina (DNA).

Literatura

Poznámky

  1. V ruskojazyčné literatuře se odedávna používal a stále hojně používá nesprávný přepis Macleod .
  2. 1 2 3 Avery, Oswald T.; Colin M. MacLeod, Maclyn McCarty. Studie o chemické povaze látky indukující transformaci pneumokokových typů: Indukce transformace pomocí frakce desoxyribonukleové kyseliny izolované z pneumokoků typu III  //  Journal of Experimental Medicine : deník. — Rockefeller University Press, 1944. - 1. února ( sv. 79 , č. 2 ). - S. 137-158 . - doi : 10.1084/jem.79.2.137 . — PMID 19871359 .
  3. Fruton (1999), str. 438-440. (Angličtina)
  4. Lehrer, Steven. Průzkumníci těla. 2. vydání. iuniverse 2006 str. 46 [1]  (anglicky)
  5. Griffith, Frederick. Význam typů pneumokoků  (neopr.)  // The Journal of Hygiene. - 1928. - leden ( roč. 27 , č. 2 ). - S. 113-159 . - doi : 10.2307/4626734 .  (Angličtina)
  6. Dawes, Heather. Tichá revoluce  (anglicky)  // Current Biology  : journal. - Cell Press , 2004. - 8. ledna ( roč. 14 , č. 15 ). - P.R605-R607 . - doi : 10.1016/j.cub.2004.07.038 . — PMID 15296771 .  (Angličtina)
  7. Neufeld, Fred a Walter Levinthalovi. " Beitrage zur Variabilitat der Pneumokokken ", Zeitschrift fur Immunitatsforschung , svazek 55 (1928): 324–340. (Angličtina)
  8. Dawson, Martin H. " The Interconvertibility of 'R' and 'S' Forms of Pneumococcus ", Journal of Experimental Medicine , svazek 47, no. 4 (1. dubna 1928): 577–591. (Angličtina)
  9. Dawson, Martin H. a Richard HP Sia. " Transformace typů pneumokoků in vitro ." Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine , svazek 27 (1930): 989–990. (Angličtina)
  10. Fruton (1999), str. 438.  (anglicky)
  11. The Oswald T. Avery Collection: " Shifting Focus: Raná práce na bakteriální transformaci, 1928-1940 ." Profily ve vědě . Americká národní lékařská knihovna. Zpřístupněno 25. února 2009  .