박테리아 transformation
1928년 Griffith는 폐렴구균을 이용한 transformation 연구를 수행하게 됩니다. 이 실험을 통해 DNA가 유전물질 이라는 것이 증명되었습니다. 살아있는 유독성 S 균주를 마우스에 주입하면 쥐가 죽는데 무독성 R 균주를 주입한 쥐는 살아남는 것을 확인하였습니다. 유독성 S 균주를 가열해서 주입하면 이 때에는 쥐가 살아남는데, 열처리한 S 균주에 R균주를 같이 처리하면 이 때에는 쥐가 죽는 것을 확인하였습니다. 이러한 현상이 일어난 이유는 열처리된 유독성 S 균주가 무독성 R 균주를 유독성으로 형질전환 시킨 것이라고 결론을 내렸습니다.
형질전환 물질의 확인
1944년 Avery와 Colin, Maclyn은 Griffith의 실험에서 형질전환 물질의 화학적 특성을 규명하기 위한 연구를 수행하였습니다. Griffith의 연구와 비슷한 방식으로 실험을 실시하였는데, 1차적으로 유기용매를 이용해서 단백질을 제거하여 실험을 진행하였습니다. 그런데 역시나 형질전환이 일어나 이에 관여하는 것이 단백질은 아니라는 것을 확인하였습니다. 추가로 단백질을 분해하는 여러 효소들을 처리해 보았으나 마찬가지로 형질전환이 일어나는 것을 확인하면서 형질전환을 시키는 물질이 단백질이 아니라는 것을 거듭 확인하였습니다. 그다음 ribonuclease를 처리하여 RNA를 분해시킨 뒤 실험을 해보았으나, 역시 형질전환이 일어나면서 RNA 또한 형질전환을 시키는 물질이 아니라는 것을 확인하였습니다. 그런데 DNase를 처리해서 DNA가 가수분해 되고 나면 형질전환 능력이 사라지는 것을 확인하였습니다. 이러한 결과를 통해 DNA가 형질전환을 시켜주는 물질임을 확인할 수 있었습니다.
형질전환 물질의 명확한 증거
1952년 Hershey와 Chase는 유전자가 DNA로 이루어진 것이라는 결정적인 증거를 찾아내게 됩니다. 이 실험은 T2 bacteriophage를 이용해서 진행되었습니다. 박테리오파지는 숙주로 들어가게 되면 새로운 파지를 합성하면서 증식하게 되는데 파지를 이용한 이유는 파지의 구성 때문입니다. 박테리오파지는 단백질과 DNA로만 구성이 되어 있습니다. 이 연구에서 파지의 감염 과정에서 DNA는 안으로 들어가는데 단백질은 일부만 들어가는 현상을 확인하였습니다. 이 현상은 곧 DNA가 유전물질일 가능성이 높다는 것을 증명해 주었습니다. 그런데 이것 만으로는 소량 들어간 단백질이 유전물질인지 아닌지에 대한 의문을 온전히 해결할 수는 없었습니다. 그래서 DNA를 32P로 labeling하고 단백질을 35S로 표지하여 실험을 계속 진행했습니다. 박테리오 파지 외피를 갈아서 주입했을 때 숙주 내에서 35S가 검출되지 않아 단백질이 유전물질이 아닌 것을 확인하였습니다. 반면 DNA를 32P로 표지한 파지를 외피를 갈아서 주입하면 32P는 그대로 검출이 되는 것을 확인하였습니다. 이 실험을 통해 단백질이 아닌 DNA가 곧 유전 물질이라는 것을 입증하게 됩니다. 이렇게 DNA가 유전물질이라는 것이 밝혀진 것은 100년이 채 안됩니다. 짧은 시간동안 눈부신 발전을 해서 현재에는 한 개체의 전체 유전체 분석을 하고 더 나아가서 수많은 연구가 진행되고 있습니다.
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