프레드릭 그리피스, 폐렴 쌍구균의 형질 전환 실험으로 DNA가 유전물질임을 밝히다.

프레드릭 그리피스 1877~1941 (이미지출처 : wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Frederick_Griffith )

 

1928년 영국의 과학자 프레드릭 그리피스(Frederick Griffith)는 형질 전환 실험을 통해 유전 물질이 세포 내에서 어떻게 전달될 수 있는지를 실험적으로 밝힌 중요한 연구를 수행했습니다.

이 실험은 생명과학사에서 유전 물질의 존재와 전달에 대한 첫 단서를 제공한 것으로 평가받습니다.

 

실험 배경과 목적

그리피스는 폐렴 쌍구균(Streptococcus pneumoniae)을 연구하던 중 이 세균의 두 가지 형태를 발견했습니다.

1. S형(Smooth형): 표면이 매끈하고 병원성을 지니고 있어 쥐에게 치명적인 폐렴을 일으킵니다.
2. R형(Rough형): 표면이 거칠고 비병원성이라서 쥐에게 폐렴을 일으키지 않습니다.

그리피스는 R형 쌍구균이 S형 쌍구균의 일부 성질을 어떻게 받아들일 수 있는지 연구하고자 했습니다.

 

실험 과정과 결과

그리피스는 쥐에게 S형과 R형 세균을 주입하면서 다음과 같은 실험을 수행했습니다.

 

1. 살아 있는 R형 세균 주입: 쥐가 생존했으며, 체내에 이상이 없었습니다.
2. 살아 있는 S형 세균 주입: 쥐가 죽었으며, 체내에서 S형 세균이 발견되었습니다.
3. 열로 죽인 S형 세균 주입: 쥐가 생존했으며, 죽은 S형 세균만 체내에서 발견되었습니다.
4. 죽은 S형 세균과 살아 있는 R형 세균 주입: 쥐가 죽었고, 체내에서 살아 있는 S형 세균이 발견되었습니다.

 

이미지출처 : "Griffith experiment" https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Griffith_experiment.svg

 

특히 네 번째 실험 결과는 매우 놀라웠습니다.

살아 있는 R형 세균이 죽은 S형 세균의 성질을 받아들여 병원성 S형으로 변형되었다는 사실이 밝혀졌습니다.

 

실험 결과의 해석과 의의

그리피스는 죽은 S형 세균에 있던 어떤 물질이 R형 세균에 전달되어 성질을 변화시켰다고 생각했습니다. 이 미지의 물질이 바로 유전 물질일 가능성을 제시한 것입니다. 그는 이를 형질 전환(principle of transformation)이라고 명명했습니다.

 

이후 1944년, 에이버리(Avery)와 동료들은 그리피스 실험에서 형질 전환을 일으키는 유전 물질이 DNA임을 밝혀냈습니다. 그리피스의 실험은 결국 DNA가 유전 정보의 매개체임을 밝히는 중요한 계기가 되었습니다.

 

그리피스 실험의 의미

• 유전 물질이 세포 간에 전달될 수 있다는 첫 번째 실험적 증거를 제공했습니다.
• 이 실험은 DNA 연구의 시발점이 되었으며, 이후의 유전학 발전에 중요한 영향을 미쳤습니다.
• 형질 전환이라는 개념을 통해 유전 정보가 단백질이 아닌 다른 물질(DNA)에 저장되어 있을 가능성을 제시했습니다.