Oswald Avery era uno scienziato che lavorava al Rockefeller Institute for Medical Research dal 1913 in poi. Negli anni '30 concentrò la sua ricerca su una specie batterica chiamata Streptococcus pneumoniae. Negli anni '40, usando questi batteri, escogitò un esperimento che dimostrò che i batteri senza capsule potevano essere "trasformati" in batteri con capsule mediante l'aggiunta di materiale da un ceppo capsulato. La scoperta fu chiamata il "principio di trasformazione" e attraverso i suoi esperimenti, Avery ei suoi collaboratori scoprirono che la trasformazione dei batteri era dovuta al DNA. In precedenza, gli scienziati pensavano che tratti del genere fossero portati da proteine e che il DNA fosse troppo semplice per essere il materiale dei geni.
Il lavoro di Frederick Griffith
Il lavoro di Avery dopo essersi unito al Rockefeller Institute era focalizzato principalmente sulla capsula di diversi ceppi di Streptococcus pneumoniae, poiché riteneva che la capsula fosse importante nella malattia causata dal batterio. Infatti, ha scoperto che i ceppi senza capsula erano innocui. Notò anche che in Inghilterra nel 1928 [vedi rif. 1 para 3] un altro scienziato, Frederick Griffith, era riuscito a produrre una malattia nei topi usando un ceppo vivo non capsulato. Il meccanismo di Griffith prevedeva l'iniezione di topi con ceppo vivo non capsulato e ceppo capsulato ucciso termicamente. Usando il lavoro di Griffith come base, Avery decise di capire cosa stava passando nell'innocuo ceppo non capsulato dalla ceppo capsula morto.
Passo di purificazione
Nei primi anni '40, [ref 2 para 1] Avery ed i suoi colleghi Colin McLeod e Maclyn McCarty hanno prima replicato l'affermazione di Griffith nel trasferire l'abilità di formare capsule da un ceppo capsulato morto a un ceppo vivo non capsulato. Quindi hanno purificato la sostanza che stava guidando la trasformazione. Attraverso diluizioni sempre più piccole, hanno scoperto che solo 0,01 microgrammi sono stati sufficienti a trasformare le loro cellule vive in cellule capsulate.
Test della sostanza
Avery e i suoi colleghi hanno quindi valutato le caratteristiche del sostanza trasformante. Hanno testato la sua composizione chimica, come il suo contenuto di fosforo, che è presente nel DNA ma meno nelle proteine. Hanno anche controllato le caratteristiche di assorbimento della luce ultravioletta della sostanza. Entrambi questi test hanno indicato che il DNA è la sostanza trasformante e non la proteina. Infine, hanno trattato la sostanza con enzimi che distruggono il DNA chiamato DNAs, enzimi che scompongono l'RNA chiamato RNAs ed enzimi che distruggono le proteine. La sostanza aveva anche un peso molecolare coerente con il DNA e reagiva positivamente al test Dische difenilammina, che è specifico per il DNA. Tutti i risultati indicavano che la sostanza trasformante era DNA, e Avery ei suoi collaboratori pubblicarono la loro scoperta nel 1944.
Valore per la scienza
I genetisti dell'epoca pensavano che i geni fossero fatti di proteina, e quindi quell'informazione è stata trasportata dalle proteine. Avery ed i suoi colleghi hanno usato il loro esperimento per affermare che il DNA era il materiale genetico della cellula, ma hanno anche notato nel loro articolo che era possibile che qualche altra sostanza attaccata al DNA, e non rilevata dal loro esperimento, fosse la sostanza trasformante. Agli inizi degli anni '50, tuttavia, le loro scoperte furono confermate da ulteriori studi sul DNA, che confermarono che il DNA era in realtà la molecola informativa della cellula, consentendo di ereditare le caratteristiche strutturali e biochimiche di generazione in generazione.
