Et eksperiment af Oswald Avery , Colin MacLeod [1] og Maclyn McCarty ( eng. Oswald Avery, Colin MacLeod, Maclyn McCarty ), produceret i 1944 , beviste, at det stof, der forårsager omdannelsen af bakterier, er DNA . Dette var det første materielle bevis på DNA's rolle i arvelighed .
Avery, MacLeod og McCarthys eksperiment var kulminationen på forskning, der blev påbegyndt med Griffiths eksperiment i 1928 og udført på Rockefeller Institute for Medical Research i 1930'erne og 1940'erne. I Griffiths eksperiment forårsagede dræbte pneumokokker ( Streptococcus pneumoniae ) af den virulente stamme III-S indført med levende ikke-virulente pneumokokker af stammen II-R type III-S infektion.
I en artikel offentliggjort i februar 1944 i Journal of Experimental Medicine viste Avery et al, at DNA, men ikke proteiner , var bestemmende for arvelighed i bakterier [2] [3] .
Efter udviklingen af metoden til serologisk typning var læger i stand til at bestemme tilhørsforholdet af bakterier til en bestemt stamme . En person eller et dyr, der kommer ind i kroppen af en bestemt bakteriestamme, som et resultat af immunresponset , danner antistoffer, der specifikt reagerer med antigener på overfladen af disse bakterier. Serum indeholdende antistoffer kan isoleres og bruges til at teste forskellige stammer. Antistofferne reagerer kun med den type bakterier, der bruges i immuniseringen. Pneumococcus-stammer blev først beskrevet og typebestemt af den tyske bakteriolog Friedrich Neufeld ( tysk: Fred Neufeld ). Før Griffiths forskning mente bakteriologer, at stammer ikke ændrede sig fra generation til generation [4] .
I Griffiths eksperiment , hvis resultater blev offentliggjort i 1928 [5] , blev det fundet, at en form for "transformerende middel" får pneumokokker til at ændre sig fra en stamme til en anden. Griffith, en britisk læge, har været involveret i den serologiske typebestemmelse af lungebetændelse i mange år. Griffith antog, at stammer tilbøjelige til virulens og ikke-virulente stammer bliver til hinanden (men antog ikke, at forskellige stammer kan inficere den samme organisme på samme tid). Ved at teste denne mulighed viste Griffith, at transformation kunne forekomme, når mus blev immuniseret med dræbte bakterier af en virulent stamme og levende bakterier af en ikke-virulent stamme. Senere blev levende bakterier af en virulent stamme isoleret fra døde mus [6]
Griffiths resultater blev senere bekræftet af Neufeld [7] ved Koch Institute og af Martin H. Dawson ved Rockefeller Institute [8] Rockefeller Institutes forskere fortsatte med at studere transformation i de efterfølgende år. Sammen med Richard Sia Dawson udviklede han en metode til at transformere bakterieceller in vitro (Griffiths eksperiment blev udført in vivo [9] . Efter Dawsons afgang i 1930 gjorde James Alloway forsøg på at fortsætte Griffiths forskning og modtog i 1933 et vandigt ekstrakt af transformationsmidlet Colin Macleod arbejdede på oprensningen af disse opløsninger fra 1934 til 1937. Forskningen blev fortsat i 1940 og afsluttet af Maclean McCarthy [10] [11] .
Pneumokokker danner normalt glatte (det vil sige store, med en flad overflade) kolonier og har en polysaccharidkapsel , hvis komponenter udløser dannelsen af antistoffer.
Under eksperimentet blev pneumokokker, der danner glatte kolonier, dræbt ved opvarmning, og en komponent, der var opløselig i en vand-saltopløsning, blev ekstraheret fra dem. Proteiner blev præcipiteret med chloroform , og polysaccharidkapsler, som bestemmer bakteriernes antigene egenskaber, blev hydrolyseret af et specifikt enzym. For at bekræfte den fuldstændige hydrolyse af kapslerne blev der udført en immunpræcipitationsprocedure med specifikke antistoffer . Efter adskillelse i alkohol blev fibrøse tråde isoleret fra den resulterende aktive fraktion [2] .
Kemisk analyse viste, at forholdet mellem kulstof , brint , nitrogen og fosfor i det resulterende bundfald svarer til forholdet mellem de samme grundstoffer i DNA-molekylet. For at bekræfte, at det er DNA , men ikke RNA , proteiner eller andre komponenter i cellen, der er det aktive princip for transformation, behandlede Avery og kolleger blandingen med trypsin , chymotrypsin , ribonuklease , men denne behandling påvirkede ikke de transformerende egenskaber i alligevel. Kun behandling med DNase førte til ødelæggelsen af transformationsprincippet [2] . Det blev således fundet, at det aktive princip i bakteriel transformation er deoxyribonukleinsyre (DNA).