埃弗里在4年后取得了博士学位,从事了3年左右的临床工作,但凭借当时的医疗水平,根本无法如愿救助病人。于是,埃弗里为了研究基础医学进入了刚刚成立的微生物学研究所工作。起初,他在研究乳酸菌的分类上下了不少功夫,但在教导他生物化学知识和实验方法的上司因为结核病去世后,他决心用生物化学的方法来研究病原菌。1923年,埃弗里进入了洛克菲勒医学研究所,直到退休为止,他都日夜沉浸于实验中。
埃弗里的确信
1928年,格里菲斯发表论文时,埃弗里正好也在研发肺炎链球菌的疫苗。埃弗里也和其他大批的研究者一样,并不相信格里菲斯的研究结果。要是细菌的性质会如此简单地发生改变,那我们发明的细菌分类方法不就没用了吗?
不过,通过严谨的追加实验,埃弗里发现格里菲斯的理论是正确的。埃弗里的实验开展得很谨慎。首先,他在1931年确立了一套不使用小鼠就能够验证格里菲斯理论的方法。他选择将S型肺炎链球菌碾碎,而不是高温杀死,并将碾碎后的过滤溶液与R型菌一起培养,之后得到了S型菌特有的表面的菌落。通过这种转化的实验体系,从S型菌碾碎后得到的溶液中分离出许多元素,以此来确认R型菌的转化。
实验就这样重复了10年。埃弗里终于确信“导致转化的物质”就是DNA。埃弗里一开始关注的也是蛋白质。但他发现,把蛋白质完全剔除后,依旧会发生转化。而只有当DNA被剔除时,转化才不会发生。
过去一直搞不清其功能的DNA,正是能够传递性状的物质。埃弗里通过论文公布这一研究成果时已经67岁了。他在那之前一年已经获得了从研究所光荣退休的资格,但他直到1948年都还在研究所内继续做实验。退休后,他和自己的兄弟一起生活,后于1955年去世。他终身未婚,像一名真正的神职人员一般,为研究奉献了自己的人生。
如今回想起来,埃弗里等人的成就居然没能获得诺贝尔奖,这是多么不可思议。然而,除了一部分卓有先见的研究者之外,想让社会认同——从蛋白质转向DNA——还需要一些时间(甚至还有信奉蛋白质至上主义的学者一直顽固地对埃弗里大加攻击)。话虽如此,仍旧有小部分研究者受到埃弗里研究成果的影响,而致力于研究DNA。其中就有埃尔文·查戈夫,且做出了非常重要的贡献。
查戈夫生于奥地利,他为了躲避纳粹政府而逃往法国和美国。在担任哥伦比亚大学生物化学系的助理教授时,他与埃弗里的论文相遇了。
“查戈夫法则”是什么
查戈夫有感于埃弗里严谨细致的实验,利用当时最新的技术,分析了许多种生物的DNA。他从分析结果中得出的两个事实,被称作“查戈夫法则”。
第一个事实是,DNA含有的4种核碱基中,腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)的数量、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)的数量总是相同的[2],这与生物种类无关。第二个事实是,A和C或是G和T的比例在不同物种之间是不同的。这暗示了两种可能性:一是DNA在结构上通常是A和G成对、C和T成对;二是生物间不同的遗传信息是由DNA控制的。
查戈夫法则为之后发现DNA结构给予了极大的帮助,但遗憾的是,查戈夫自己并没能完全理解它的重要性。
埃弗里的实验和查戈夫法则都强烈暗示着传递生命性状的物质正是DNA。但如果有人说这不过都是些间接证据,也是无法反驳的。难道就没有更加直接的方法可以证明这一点了吗?
想要回答这个问题,就必须向大家介绍获得1969年诺贝尔奖的三个人的研究,这也是关于分子生物学这门新学科迎来黎明前的故事。
[1] 西班牙流行性感冒其实并非爆发于西班牙,而是爆发于美国,由美国传至欧洲。但因恰逢“一战”结束,各国都在报道战争结束的喜讯,而西班牙因为国内有约800万感染者,甚至连国王也感染了此病,而诚实地报道了国内爆发流感的消息,因此这一流感被称为“西班牙流感”。目前世界卫生组织已经不再允许用地名为流行性疾病命名。
[2] 此处为原文错误。应为腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)的数量相同,鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的数量相同。