エイブリーの実験：形質転換とそのメカニズムについての解説

エイブリーの実験は、細菌が遺伝的に変化する仕組みを理解するために行われた非常に重要な実験です。この実験を通して、細菌がどのように他の細菌から遺伝情報を受け継ぎ、形質転換が起こるのかが明らかになりました。この記事では、エイブリーの実験の詳細な内容と、それに関連する疑問点について解説します。

エイブリーの実験とは？

エイブリーの実験は、1928年に行われたグリフィスの実験を基にしています。グリフィスは、病原性を持つS型細菌と病原性を持たないR型細菌を用いて、細菌が互いに変化することを示唆しました。エイブリーはその後、S型細菌の細胞成分のどれかが形質転換を引き起こすことを証明するために実験を行いました。

エイブリーの実験では、S型細菌をすりつぶして、その細胞成分（DNA、タンパク質など）を分離し、それをR型細菌に混ぜることで形質転換が起こるかを調べました。これにより、DNAが形質転換を引き起こす因子であることが確認されました。

S型細菌をすりつぶす理由は、細胞壁を壊してその内容物を取り出すためです。この過程で、細胞膜が破壊されると、病原性を持たない細胞が生じ、増殖能力を失います。

そのため、S型菌をすりつぶして培養しても、コロニーは生じません。これは、細胞壁が破壊され、正常な形態での増殖が不可能になるためです。

次に、R型細菌とすりつぶしたS型細菌から分離・抽出したタンパク質を混合して培養した結果、R型細菌のコロニーのみが形成されました。これにより、タンパク質が形質転換を引き起こす因子でないことが確認されました。

つまり、R型菌が病原性を持つS型菌へと変化しなかったため、形質転換を引き起こす要因はタンパク質ではないことが証明されました。

次に、R型細菌とS型菌のDNAを混合し培養すると、低頻度でS型菌のコロニーが現れることが分かりました。この結果は、S型菌のDNAがR型菌に形質転換を引き起こす因子であることを示しています。

この実験から、DNAが遺伝情報を伝達する主な物質であり、細菌が遺伝的に変化する原因であることが明確にされました。

「R型菌にS型菌の病原性を持つ因子をやっつけるような白血球などはないか？」という疑問についてですが、エイブリーの実験では免疫系が関与する場面はありませんでした。これは、実験が細菌間での遺伝的変化を示すことに焦点を当てていたため、免疫系の作用については検討されていません。

実際、免疫系が関与するのは別のメカニズムであり、細菌が遺伝的に変化する過程とは異なるプロセスです。白血球は病原菌を排除する役割を持っていますが、形質転換の過程には直接的な影響を与えません。

エイブリーの実験は、細菌が遺伝的に変化する過程を解明する上で重要な役割を果たしました。特に、DNAが形質転換を引き起こす因子であることを証明した点は、現代の遺伝学における基盤となっています。

実験の過程を通じて、細菌の遺伝情報がどのように伝達され、環境に応じて遺伝的に変化するのかを理解することができました。エイブリーの実験は、今後の細菌学や遺伝学の発展に大きな影響を与えるものとなったのです。