「DNA」的歷史

　DNA 與基因遺傳工程的歷史過程中，有幾件是相當重大且具有歷史意義的發現。在此簡略敘述於下：

　早在一八六九年，二十五歲年輕醫生密謝爾 (Frederich Miescher) 在Tubingen 大學中，以稀鹽酸將患者繃帶上的膿洗出，從中發現了新的物質。我們由現在科學知識知道「膿」乃是由在免疫系統第一線上奮戰而亡的白血球與巨噬體 (macro-phage) 等所組成，其中除了一般細胞所有的大量蛋白質成份之外，更有大量的細胞核；經酸處理過後的膿，由於蛋白質的部份已被酸破壞，只殘留下細胞核的部份。密謝爾從核中抽出的物質，呈酸性，含有大量的酸、醣、含氮鹼基所構成，就是我們目前所說的「核酸（nuleotic acid）」。
　　一九二九年時，科學的進步已明白組成核酸醣有兩種：一種是核醣（ribose），另一種則去氧核醣（deoxyribose）；前者所組成的核酸稱之為核醣核酸（DNA, deoxyribonucleic acid）。但是，這些核酸的功能是什麼？而什麼才是生命遺傳物質？這些問題一直到二次世界大戰都未能獲得明確的解答；直到一九四四年艾凡力（Oswald T. Avery）提出「DNA是遺傳物質」的說法。
　　要說明艾凡力的發現之前，必須先解釋肺炎雙球菌。肺炎雙球菌有兩種：一種在洋菜膠培養皿中可培養繁殖成光滑透明的菌落，因此稱之為光滑型球菌（S型，Smooth）；相反地，另一種菌在洋菜膠培養皿中所形成的菌落不透明也不光滑，顥微鏡下看到菌體形狀小且不規則，稱為粗糙型球菌（R型，Rough）。S型球菌因其菌體外包覆一層由聚醣（polysaccharide）所形成的外鞘，以逃避宿主免疫系統的破壞，因此具致病性，注射到物體內會引起；但R型球菌因不具此保護外鞘，在宿主體內便被免疫系統消滅，所以不具致病性。肺炎雙球菌一旦由S型轉變R型，便歷代保持R型，維持其非致病性，不會再回復至S型。
　　一九二八年，英國的細菌學家格利菲斯（Fred Griffth）將少量活的非致病R型球菌與已經用熱殺死的S型球菌混合後，注射到大白鼠體，內結果意外地發現大白鼠患了肺炎死亡；而格利菲斯在死亡的大白鼠體內竟然發現了活的S型球菌。一九三零年時，Dawson與Sia人將被殺死的S型球菌萃取物質加到含有R型球菌居然變S型（圖一）。這些發現引起了當時在紐約洛克斐醫學研究所（Rockefeller Institute 現在的洛克斐勒大學）工作的艾凡力很大的興趣，為什麼理應被消滅的S型球菌會出現在大白鼠體內呢？是什麼因素使得R型球菌轉變S型？
　　後來艾凡力從殺死的S型球菌萃取液中純化出一種可利用酒精沉澱出來，具有將R型球菌轉變成S型能力?定物質（註一），這就是DNA。一九四四年，年已六十七?的艾凡力提出「DNA是遺傳物質」主張；但是這個說並未獲得大多數科學家的認同，因為他們無法想像，只有A、T、C、G四種合氮鹼基的DNA，如何能傳遞那樣複雜生命訊息？
　　一九五三年，英國的詹姆斯。華生與法蘭西斯。克里克（James Watson and Francis Crick）對現代分子生物學提出了關鍵性的基礎。克里克的專長是物理，華生則是研究遺傳，結晶學的化學基礎與物理分析並非他們的專業範圍；但是他們經過不斷地自修以充實其所需要的專業知識與不斷地修正錯誤，更正他們所提出的模型形式，提出了「DNA雙股螺旋結構」，明確地揭示DNA是遺傳物質；他們所提出的結構也完美地說明雙股螺旋是由DNA四種含氮鹼基中腺嘌呤（A）胸腺嘧啶（T），鳥糞嘌呤（C）與胞嘧啶（G）彼此相配對形成，而且也可以自己複製，得以代代精確地傳遞遺傳訊息──此時，華生才二十五歲，而克里克三十七歲，他們二人也因此項劃時代性的發現而獲得一九六二年的諾貝爾醫學?；至於最早提出DNA是遺傳物質艾凡力，卻因於一九五五年去世與諾貝爾?無緣。難怪人們，說要得諾貝爾?必須「時、運、命」三者合一，除了要有卓越的科學貢獻之外，還要活得夠久，才有拿諾貝爾的機會。

圖一：

註一：艾凡力所沉澱出來的這個物質的轉型能力在一種具專一性降解RNA的酵素，Rnase，蛋白?或是可以除去細胞外聚醣膠囊的酵素存在之下都不受影響，但是在　Dnase（註：一種具專一性降解DNA的酵素）的存在之下則喪失此轉型能力；因此證明此具轉型能力的物質是DNA。

出處：中研院及台大生化研究所“訂做一個「他」”　黃彥華