グリフィスの実験とは？実験方法・結果・目的を生物基礎向けにわかりやすく解説

グリフィスの実験は、生物基礎で学ぶ遺伝やDNA研究の出発点となった重要な実験です。しかし、実験に使った菌の種類や処理方法、結果の順番が資料によって表現が違うため、混乱しやすい内容でもあります。

この記事では、グリフィスの実験について、何を使ってどのような実験を行い、どんな結果から何が分かったのかを、生物基礎の学習向けに整理して解説します。

ポイントは「肺炎双球菌のS型菌とR型菌」「形質転換」「死んだ菌の情報が生きた菌に伝わった」という流れを理解することです。

グリフィスの実験が行われた背景

グリフィスの実験は、1928年にイギリスの研究者フレデリック・グリフィスによって行われました。当時は、遺伝情報を伝える物質が何なのかはまだ分かっていませんでした。

研究に使われたのは肺炎を引き起こす肺炎双球菌という細菌です。この菌には、病原性を持つS型菌と、病原性を持たないR型菌の2種類が存在しました。

S型菌は表面にカプセルを持っているため、免疫による攻撃を受けにくく、マウスに注射すると死亡します。一方、R型菌にはカプセルがなく、マウスに注射しても死亡しません。

グリフィスは、肺炎双球菌をマウスに注射し、それぞれの条件でどのような変化が起こるかを調べました。実験は主に4つのパターンに分けられます。

① 生きたS型菌を注射する
病原性を持つS型菌をマウスに注射すると、マウスは死亡しました。

② 生きたR型菌を注射する
病原性を持たないR型菌を注射した場合、マウスは生き残りました。

③ 加熱して殺したS型菌を注射する
熱によって死滅させたS型菌を注射した場合も、マウスは生き残りました。

④ 加熱して殺したS型菌と生きたR型菌を混ぜて注射する
この場合、本来なら無害なR型菌しか存在しないにもかかわらず、マウスは死亡しました。

4番目の実験では、死亡したマウスの体内から生きたS型菌が発見されました。これは、死んだS型菌の何らかの物質がR型菌に取り込まれ、R型菌がS型菌の性質を持つようになったことを意味します。

この現象は「形質転換」と呼ばれます。つまり、細菌が外部から物質を受け取ることで、新しい性質を獲得したのです。

具体的には、加熱によって殺されたS型菌の中に存在していた遺伝情報を持つ物質が、生きたR型菌へ移り、R型菌がS型菌へ変化したと考えられました。

この表の中で最も重要なのは、最後の「加熱殺菌したS型菌＋生きたR型菌」の結果です。死んだ菌そのものが復活したのではなく、死んだ菌が持っていた情報が別の菌へ伝わったことがポイントです。

生物基礎のテストでは、この4つの条件と結果の組み合わせを問われることが多いため、表で整理して覚えると理解しやすくなります。

グリフィス自身は、この実験によって遺伝物質がDNAであるとは証明していません。しかし、何らかの「形質を変化させる物質」が存在することを発見しました。

その後、アベリーらの研究によって、この形質転換を起こした物質がDNAであることが明らかになりました。

つまり、グリフィスの実験はDNAが遺伝情報を担うことを解明するための重要なきっかけになった研究です。

生物基礎で覚える場合は、「S型菌＝病原性あり」「R型菌＝病原性なし」「S型菌の情報がR型菌へ移った」という3点を押さえることが大切です。

覚え方としては、「死んだS型菌と生きたR型菌を混ぜると、R型菌がS型菌になる」と流れで覚えると、実験条件を間違えにくくなります。

また、グリフィスの実験はDNAそのものを発見した実験ではなく、後のDNA研究につながる発見だったという点も重要です。

グリフィスの実験は、肺炎双球菌を使って「形質転換」という現象を発見した歴史的な実験です。

実験の流れは、生きたS型菌はマウスを死亡させ、生きたR型菌や加熱殺菌したS型菌は影響を与えないものの、加熱殺菌したS型菌と生きたR型菌を混ぜるとマウスが死亡するというものでした。

この結果から、死んだS型菌に含まれる何らかの物質がR型菌へ移り、性質を変化させたことが分かりました。生物基礎では、この「形質転換」という考え方と実験結果の対応を理解することが重要です。