エイブリーとハーシー・チェイスの実験の違いとは？なぜDNAが遺伝子の本体だと再確認する必要があったのか

高校生物では、DNAが遺伝子の本体であることを示した実験としてエイブリーの実験とハーシー・チェイスの実験を学びます。しかし、「エイブリーがすでにDNAだと証明したのに、なぜハーシーとチェイスは再び実験したのか」と疑問に感じる人も少なくありません。実は、この2つの実験には重要な違いがあり、科学史的にも大きな意味がありました。

エイブリーの実験で明らかになったこと

1944年、エイブリーらは肺炎双球菌を用いた実験を行いました。

彼らは、病原性を持つS型菌からタンパク質やRNAなどを取り除いていき、最終的にDNAを分解した場合だけ形質転換が起こらなくなることを発見しました。

この結果から、形質転換を引き起こす物質、つまり遺伝情報を担う物質はDNAであると結論づけました。

現在から見ると非常に説得力のある結果ですが、当時は多くの研究者がこの結論を受け入れませんでした。

なぜ当時はDNA説が疑われたのか

現在ではDNAが遺伝子の本体であることは常識ですが、1940年代にはそうではありませんでした。

当時の研究者の多くは、遺伝情報の担い手はタンパク質だと考えていました。

なぜなら、DNAはA・T・G・Cの4種類の塩基しか持たない単純な物質に見えた一方で、タンパク質は20種類のアミノ酸から構成される非常に複雑な物質だったからです。

そのため、「エイブリーの試料には微量のタンパク質が残っていたのではないか」という反論が存在しました。

ハーシーとチェイスの実験の目的

こうした疑問を解消するため、1952年にハーシーとチェイスはT2ファージを用いた実験を行いました。

ファージはDNAとタンパク質だけでできた非常に単純な構造を持っています。

彼らはDNAに含まれるリンを放射性同位体32Pで標識し、タンパク質に含まれる硫黄を35Sで標識しました。

その後、ファージを大腸菌に感染させて調べると、細胞内に入ったのはDNAの32Pだけであり、タンパク質の35Sは細胞外に残ることが分かりました。

さらに、新しく作られたファージには32Pが受け継がれていました。

エイブリーとハーシー・チェイスの違い

両者は似た結論に到達していますが、アプローチが異なります。

つまり、ハーシーとチェイスの実験はエイブリーの結果を単に繰り返したのではなく、別の生物と別の方法を用いてDNA説をさらに強固なものにした実験だったのです。

科学ではなぜ再確認が重要なのか

科学の世界では、一度の実験だけで完全に真実と認められることは少なくありません。

異なる研究者が、異なる方法や材料を使って同じ結論に到達することで、初めて科学的事実としての信頼性が高まります。

実際にDNAの二重らせん構造が発見されたのはハーシー・チェイスの実験の翌年である1953年です。

DNAが遺伝子の本体であるという考えは、エイブリーの発見だけでなく、その後の複数の研究によって徐々に確立されていきました。

まとめ

エイブリーは形質転換実験によってDNAが遺伝情報を担うことを初めて強く示しました。しかし当時はタンパク質説が根強く、完全には受け入れられていませんでした。

そこでハーシーとチェイスはファージを用いたより直接的な実験を行い、細胞に入り遺伝情報を伝えるのがDNAであることを明確に示しました。

したがって、ハーシー・チェイスの実験はエイブリーの実験の単なる繰り返しではなく、DNA説を決定的なものにした重要な検証実験だったと言えます。