病理學(xué)家、細(xì)菌學(xué)家艾弗里奧斯瓦德·西奧多·艾弗里（OswaldTheodoreAvery，1877-1955），美國病理學(xué)家和細(xì)菌學(xué)家、美國免疫學(xué)家協(xié)會主席、美國科學(xué)院院士和英國皇家學(xué)會會員、分子生物學(xué)的先驅(qū)之一，發(fā)覺了遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，指出引起轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的是細(xì)胞內(nèi)的脫氧核糖核酸分子，而不是蛋白質(zhì)，由此開啟了探討分子遺傳學(xué)的大門。1877年10月21日，艾弗里誕生于加拿大的哈里法克斯市，從科爾蓋特高校畢業(yè)獲得文學(xué)學(xué)士學(xué)位后，艾弗里進(jìn)入哥倫比亞高校深造，1904年，艾弗里以醫(yī)學(xué)博士學(xué)位從哥倫比亞高校內(nèi)外科醫(yī)學(xué)學(xué)院畢業(yè)。關(guān)注醫(yī)學(xué)發(fā)展的艾弗里對人類有限的醫(yī)學(xué)學(xué)問感到不滿，1907年，艾弗里進(jìn)入紐約布魯克林區(qū)的一家名為霍格蘭試驗室的私立機構(gòu)對致病細(xì)菌的化學(xué)特征綻開深化的探討。后來，艾弗里的一篇有關(guān)肺結(jié)核的論文引起了洛克菲勒探討所醫(yī)院負(fù)責(zé)人魯弗斯·科爾的關(guān)注，魯弗斯·科爾曾希望研制出一種能夠治療肺炎的血清，得知艾弗里的探討內(nèi)容之后，魯弗斯·科爾邀請了艾弗里參加這種血清的研發(fā)過程。1913年，艾弗里進(jìn)入了洛克菲勒探討院，并在那兒將35載光陰投入到了對于一種肺炎雙球菌的深化探討中。自從1916年布里吉斯用極其嚴(yán)密的試驗證明基因是位于染色體上的物質(zhì)實體以后，很多生物學(xué)家都想進(jìn)一步解決基因的物質(zhì)本性問題。盡管富爾根于1924年已經(jīng)證明DNA是染色體的一個主要組分，然而，由于20世紀(jì)20年頭分析化學(xué)精確程度的限制，使當(dāng)時的核酸化學(xué)權(quán)威萊文錯誤地認(rèn)為DNA分子中含Ａ、Ｇ、Ｃ、Ｔ這4種不同核苷的4種核苷酸是等量的，進(jìn)而又錯誤地提出DNA分子結(jié)構(gòu)的“四核苷酸假說”，即DNA分子是由這4種核苷酸相互連接構(gòu)成的一個“四核苷酸”；即使后來已查明DNA是很大的分子，“四核苷酸假說”卻直到20世紀(jì)40年頭仍被普遍接受，只不過修正為DNA是由這樣的“四核苷酸”為單元再聚合而成的大分子。很難設(shè)想這樣一種單調(diào)重復(fù)的分子結(jié)構(gòu)如何體現(xiàn)基因的極大多樣性。因此，人們的留意力很自然地集中于染色體的另一個主要組分——蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)由20種氨基酸組成，氨基酸的數(shù)目及其排列依次可以有極大的多樣性?？墒牵鳛榛虻奈镔|(zhì)還必需能自我復(fù)制；人們又無法設(shè)想出蛋白質(zhì)自我復(fù)制的機制。這是當(dāng)時遺傳學(xué)家的一大困惑。1928年，英國病理學(xué)家和細(xì)菌學(xué)家格里菲思進(jìn)行了聞名的“格里菲思”試驗（即肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化試驗），并提出在平滑型的肺炎球菌中有一種“轉(zhuǎn)化因子”促成了粗糙型肺炎球菌的轉(zhuǎn)化，但是格里菲并沒有確定這種“轉(zhuǎn)化因子”原委是什么。后來，艾弗里等人進(jìn)一步對轉(zhuǎn)化因子進(jìn)行探討，他們將S型細(xì)菌用去氧膽酸鹽溶液漂洗數(shù)次，用乙醇沉淀，得到黏性的乳白色沉淀。將沉淀溶于鹽溶液，然后用氯仿抽提2~3次除去蛋白質(zhì)，再用乙醇沉淀。將沉淀溶于鹽溶液，加入能夠水解多糖的酶，在37℃水解4-6h，經(jīng)鑒定溶液中的多糖已除去。再用氯仿抽提1次除去水解糖的酶和殘留的蛋白質(zhì)，然后用乙醇沉淀。他們就這樣從75L培育物中得到10-25mg沉淀，然后將沉淀溶于鹽溶液制成細(xì)胞提取物。他們首先用S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物與活的R型細(xì)菌混合進(jìn)行轉(zhuǎn)化試驗，并獲得勝利。接著，他們將細(xì)胞提取物用不同的酶進(jìn)行處理后，再與活的R型細(xì)菌混合進(jìn)行轉(zhuǎn)化。詳細(xì)分這樣幾組：第一組，不作處理，作為比照，能夠轉(zhuǎn)化；其次組，細(xì)胞提取物經(jīng)蛋白酶處理，能夠轉(zhuǎn)化；第三組，經(jīng)RNA酶處理，能夠轉(zhuǎn)化；第四組，經(jīng)酯酶處理，能夠轉(zhuǎn)化；第五組，經(jīng)DNA酶處理，不能轉(zhuǎn)化。艾弗里證明DNA是遺傳物質(zhì)示意圖只有DNA酶能夠阻擋轉(zhuǎn)化試驗，這表明被DNA酶消化分解的DNA極有可能就是細(xì)胞提取物中有活性的轉(zhuǎn)化因子。接下來，他們分析了轉(zhuǎn)化因子的理化特征：轉(zhuǎn)化因子的分子量很大，氮磷比約為1.67，在260nm的紫外線照耀時具有最大的汲取峰值，檢測DNA的二苯胺反應(yīng)結(jié)果是強陽性，檢測RNA的苔黑酚檢測結(jié)果是弱陽性，兩種檢測蛋白質(zhì)的方法結(jié)果都是陰性，等等。這些理化特征或測試反應(yīng)的結(jié)果都與DNA的極為相像。在得出結(jié)論后，艾弗里并沒有急于公布試驗結(jié)果，在1943年12月提交試驗報告之前，他進(jìn)行了多次反復(fù)試驗與驗證。最終在1944年，艾弗里才與同事科林·麥克勞德和麥克林·麥卡蒂共同在《藥品試驗雜志》中刊登了他們的試驗，并謹(jǐn)慎地表明DNA可能是遺傳物質(zhì)。艾弗里在論文的結(jié)尾處寫道：“本文提出的證據(jù)支持以下觀點：脫氧核糖類型的核酸是肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化因子的基本單位?！卑ダ镆罁?jù)這些試驗證據(jù)得出上述結(jié)論已經(jīng)有足夠的勸服力，但是當(dāng)時科學(xué)界普遍認(rèn)為蛋白質(zhì)才是遺傳物質(zhì)，因此艾弗里在論文中也特別謹(jǐn)慎地說：“當(dāng)然也有可能，這種物質(zhì)的生物學(xué)活性并不是核酸的一種遺傳特性，而是由于某些微量的其他物質(zhì)所造成的，這些微量物質(zhì)或者是吸附在它上面，或者與它親密結(jié)合在一起，因此檢測不出來。”艾弗里的結(jié)論一經(jīng)發(fā)表就引發(fā)質(zhì)疑。因為，轉(zhuǎn)化因子意味著確定遺傳性狀的物質(zhì)，由于“四核苷酸假說”的統(tǒng)治，人們無法接受DNA是遺傳物質(zhì)這個事實。一些科學(xué)家質(zhì)疑的主要是轉(zhuǎn)化因子原委是DNA還是和DNA混在一起的少量蛋白質(zhì)。他們選擇質(zhì)疑，既與“細(xì)胞提取物不夠純”的實際狀況有關(guān)，還與當(dāng)時科學(xué)界深信蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)密不行分。20世紀(jì)初，科學(xué)家已經(jīng)知道核酸是由很多核苷酸單元聚合而成的化合物。德國生化學(xué)家科賽爾發(fā)覺核酸由堿基、磷酸和糖組成，并探明白組成核苷酸的四種堿基。1909年，美國生化學(xué)家列文提出了核苷酸的概念，核苷酸是核酸的基本組成單位；他明確了核苷酸中核糖的結(jié)構(gòu)，并將核酸細(xì)分為核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）。在此基礎(chǔ)上，列文提出了四核苷酸假說：四個互不相同的核苷酸連接構(gòu)成四核苷酸，四核苷酸連接組成DNA分子。這個假說認(rèn)為DNA鏈?zhǔn)菃握{(diào)重復(fù)的分子。這可能是因為列文在分析DNA結(jié)構(gòu)時采納了猛烈的提取方法，破壞了DNA的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致他將DNA視作分子量很小（150Da）的分子。當(dāng)時“四核苷酸假說”深化人心。進(jìn)入20世紀(jì)，12種基本氨基酸被發(fā)覺，1940年，其他8種基本氨基酸也一一被揭示。20種氨基酸為基本單位的蛋白質(zhì)好像含有多數(shù)困難且不重復(fù)的遺傳信息。而艾弗里試驗中的細(xì)胞提取物含有微量的蛋白質(zhì)，因此，很多科學(xué)家就不接受艾弗里的試驗結(jié)論。持懷疑看法的還有“噬菌體小組”的多位成員。噬菌體小組的核心人物是德爾布呂克、盧里亞和赫爾希。作為物理學(xué)博士，德爾布呂克想采納還原論的思想，用簡潔的試驗方法，來探查生物的微觀世界。噬菌體結(jié)構(gòu)簡潔，由蛋白質(zhì)和核酸兩種生物大分子構(gòu)成，它作為試驗材料恰恰符合德爾布呂克的要求。從1945年起，德爾布呂克、盧里亞和赫爾希每年在冷泉港組織噬菌體的學(xué)術(shù)探討會與課程班。他們的熱忱、專注以及嚴(yán)格的學(xué)術(shù)要求等贏得了一大批人的擁護(hù)和敬重，這些人形成了一個凝合力很強的群體。很多取得杰出成就的科學(xué)家都出自這個小組，如沃森、梅塞爾森、斯塔爾、杜爾貝科等。當(dāng)時，德爾布呂克并不信任艾弗里的結(jié)論，在他心目中DNA只是一種單調(diào)乏味的大分子，怎么可能是遺傳物質(zhì)的載體呢？噬菌體小組的成員也大多不接受艾弗里的結(jié)論，而是信任四核苷酸假說。反對艾弗里的還包括他的同事、核酸探討權(quán)威米爾斯基。當(dāng)時，洛克菲勒探討所的米爾斯基試驗室是細(xì)胞核結(jié)構(gòu)和功能的探討中心。米爾斯基嘗試從多種生物材料中提取核酸和蛋白質(zhì)，1946年，他從肺炎鏈球菌中提取了核酸和蛋白質(zhì)，并重復(fù)了艾弗里的試驗，但是因為很難獲得不含蛋白質(zhì)的純DNA，因此質(zhì)疑艾弗里。1949年，米爾斯基發(fā)覺同種生物不同細(xì)胞中的DNA含量相同，體細(xì)胞中的DNA含量是精子的2倍。這個結(jié)論本可以支持DNA是遺傳物質(zhì)，但是米爾斯基仍舊不信任僅靠DNA而無蛋白質(zhì)會攜帶遺傳信息?？茖W(xué)家對艾弗里試驗結(jié)果的懷疑主要集中在兩個方面：（1）不少人認(rèn)為，DNA并非遺傳物質(zhì)，而只是莢膜形成的生理過程中發(fā)揮作用的一種物質(zhì)。然而，隨后的試驗證明，一些與莢膜形成無關(guān)的性狀也會因DNA而導(dǎo)致轉(zhuǎn)化。例如，1949年證明從青霉素抗性的S型肺炎雙球菌中提取的DNA能使從青霉素敏感性的S型肺炎雙球菌突變而成的R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為青霉素抗性S型細(xì)菌；用鏈霉素抗性和敏感性肺炎雙球菌做轉(zhuǎn)化試驗也得到類似的結(jié)果。這說明，用于這些試驗的S型肺炎雙球菌其DNA不但帶有形成莢膜所需的遺傳信息，而且還帶有形成青霉素抗性和鏈霉素抗性所需的遺傳信息。（2）更多的人則認(rèn)為在艾弗里等所得的轉(zhuǎn)化因子DNA中仍混雜有少量的蛋白質(zhì)，而正是這少量的蛋白質(zhì)才是實際起轉(zhuǎn)化作用的物質(zhì)。事實上，到1949年，轉(zhuǎn)化試驗已將作為轉(zhuǎn)化因子的DNA純化到所含蛋白質(zhì)不高于0.02%的程度，此時的轉(zhuǎn)化效率不但不減，反而增高。盡管在今日看來，艾弗里等的一系列試驗及其得出的結(jié)論都很有勸服力，但在20世紀(jì)40年頭，由于“四核苷酸假說”的影響，信任DNA是遺傳物質(zhì)的人是特別少的。在這極少數(shù)人中，有幾位在以后取得了劃時代的成就，他們都干脆得益于艾弗里等的探討工作。奧地利誕生的美國生物化學(xué)家查格夫推斷假如DNA真是遺傳物質(zhì)，那么，不同物種的DNA其分子組成應(yīng)當(dāng)是不同的。他采納紙層析、紫外分光光度計測定、離子交換層析等分析技術(shù)對各種來源的DNA分子進(jìn)行精確測定，結(jié)果發(fā)覺，同一物種不同器官的DNA其分子組成是相同的，不同物種之間則有很大不同；更重要的是，DNA分子中4種核苷酸的數(shù)量并不相等，但是Ａ總等于Ｔ，Ｇ總等于Ｃ，這被稱為查格夫法則。他的論文在1952年發(fā)表，從而推翻了“四核苷酸假說”。在英國倫敦國王學(xué)院工作的威爾金斯在艾弗里等的論文啟發(fā)下，從1946年起用Ｘ射線衍射法探討DNA的結(jié)構(gòu)。他在意大利那不勒斯的一次演講促使聽眾中一位正在丹麥做博士后探討的美國青年沃森確定轉(zhuǎn)向DNA的探討。沃森是聞名的“噬菌體小組”的成員，該小組以富有革新精神著稱，因而支持沃森變更探討方向的確定。沃森于1951年秋得償所愿轉(zhuǎn)到英國劍橋卡文迪什試驗室，第一天就同正在那里攻讀博士學(xué)位的克里克談得很投機?？死锟艘彩菢O少數(shù)幾個重視艾弗里等工作的人，認(rèn)為DNA能供應(yīng)解開生命之謎的鑰匙。沃森和克里克馬上合作探討DNA的分子結(jié)構(gòu)。1952年，噬菌體小組的另一成員赫爾希與蔡斯合作，發(fā)表了他們用放射性同位素探討噬菌體對細(xì)菌感染的探討結(jié)果，有力地證明遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)，這更加堅決了沃森和克里克的信念。1953年初，威爾金斯向沃森和克里克出示他的同事富蘭克林剛剛獲得的一張精致的DNA分子Ｘ射線衍射照片，干脆導(dǎo)致了沃森-克里克DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立，完成了這一世紀(jì)偉業(yè)。沃森、克里克和威爾金斯同獲1962年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。在1952年赫爾希和蔡斯的論文發(fā)表后，就有人提名艾弗里應(yīng)獲諾貝爾獎，但諾貝爾獎評比委員會卻認(rèn)為“最好等到DNA的轉(zhuǎn)化機理更多地為人們所了解的時候再說”。晚年的艾弗里來到了美國的田納西州生活。1955年2月20日，艾弗里離開人世，享年78歲。后來，評比委員會不得不承認(rèn)：“艾弗里于1944年關(guān)于DNA攜帶信息的發(fā)覺是遺傳學(xué)領(lǐng)域中一項最重要的成