谁是转基因的发明者？
1900年，随着三位来自不同国家的科学家发现了孟德尔的论文，遗传学诞生了。在Mendel的文章被重新发现后，或者在遗传学诞生后，人们开始对植物、动物和微生物遗传学进行大量的研究。“什么是基因？遗传物质的本质是什么？”这样的问题。
长期以来，科学家们认为遗传信息储存在细胞中的蛋白质中，在英国流行病学家和病理学家Frederick中 Griffith(1927)在肺炎双球菌工作的基础上，从洛克菲勒研究所退休的教授Oswald Avery和他的同事Colin Maclleod和Maclynn Mccarty做出了杰出贡献。
肺炎双球菌(Diplococcus pneumoniae)它是一种引起大叶性肺炎的病原菌，具有光滑型(Smooth，简称S型)和粗糙型(Rough，简称R型) 两种不同的类型。光滑菌株产生荚膜，有毒，在人体内引起肺炎，在小鼠体内引起败血症，使小鼠生病死亡，菌落光滑；粗菌株不产生荚膜，无毒，不会在人体或动物体内引起疾病，菌落粗糙。
图2、Frederick Griffith （1879-1941）
1928年，Grifith以R型菌株和S型菌株为实验材料进行遗传物质实验，他将活的、无毒的R型菌株进行实验Ⅱ肺炎双球菌或加热杀死的有毒S(无荚膜，菌落粗糙)Ⅲ型肺炎双球菌注入小白鼠体内，结果小白鼠安然无恙；活的、有毒的SⅢ类型(有荚膜，菌落光滑型)肺炎双球菌或大量被加热杀死的有毒SⅢ肺炎双球菌和少量无毒活RⅡ混合后，型肺炎双球菌分别注射到老鼠体内，导致老鼠生病死亡，并从老鼠体内分离出活SⅢ型菌。实验表明，Griffith称这一现象为转化效应，SⅢ有一种物质会导致R型死菌Ⅱ型活菌转化产生SⅢ这种转化的物质(转化因子)是什么？实验表明，Griffith称这一现象为转化效应，SⅢ有一种物质会导致R型死菌Ⅱ型活菌转化产生SⅢ这种转化的物质(转化因子)是什么？Griffith没有回答这个问题。
图3、Grifith肺炎双球菌转化实验
1944年，美国细菌学家Avery和他的同事在Grifith工作的基础上，深入研究了转化的本质(体外转化实验)。他们先把S去掉Ⅲ活菌中的大细胞结构，然后用蛋白酶消化，与RII细菌一起生长。如果R细菌转化，就意味着与蛋白质无关；它们还用DNA酶去除大细胞结构的SⅢ如果R细菌转化为RII型细菌，则与RII型细菌一起涂板，这意味着它与DNA无关。然而，经过DNA酶处理后，R细菌不再转化。这说明DNA是细胞内遗传物质的携带者。这证实了遗传物质是DNA而不是蛋白质。
图4、Avery在体外进行肺炎双球菌转化实验
然而，Avery等人在1944年的实验和结论并没有让科学界立即接受DNA是遗传物质的正确观点，反而引起了科学界的极大质疑。当时主要有两种代表性的否定意见。第一种认为，即使活性转化因子是DNA，也可能只是通过对荚膜的形成有直接的化学作用，而不是因为它是遗传信息的载体；第二种负面意见根本不承认DNA是遗传物质，认为无论纯化的DNA在数据上是多么纯净，它仍然可能有蛋白质残留，也许这是一个活性的转化因子。
为了证明DNA是遗传物质，艾莉和他的同事们做了很多工作。他们从粗糙（即R突变）系统中分离出一种新的、更粗糙、更不规则的突变ER，并发现从R系统细胞中提取的DNA可以完成ER向R的转换。这证明了R产品本身在以往的实验中作为受体也有一个转化因素。这一转化因子可以将R品系中仍然存在的一点点残留合成荚膜的能力转化为ER品系，这种荚膜缺陷更严重。不仅如此，他们还发现，将从S产品系统(作为供体)中提取的DNA添加到ER产品系统(作为受体)中也可以实现ER向R的转换。若在第一轮中提取一些R转化物进行培养，然后添加到S供体的DNA中，R转化仍然会出现。这些发现完全否认了“DNA只是干扰多糖荚膜合成中的外源化学介质，导致转化”的观点。
图5、Avery证明转换因子是DNA的实验
Avery还证明，肺炎双球菌的DNA不仅具有编码荚膜形成所需的信息，还具有抗青霉素所需的信息。荚膜的形成和对青霉素的抗性由不同的DNA分子控制。当这些实验结果发表时，荚膜的转化作用是生理的，而不是遗传的错误观点就消失了。
Avery等于用蛋白水解酶、核糖核酸酶和DNA酶分别处理肺炎球菌的细胞提取物。结果表明，前两种酶根本不影响提取物的生物学效率，但只要添加DNA酶，转化活性就会立即丧失。这一结果进一步证明了DNA作为遗传信息载体的功能。他们继续化学净化转化因子。到1949年，附着在活性DNA上的蛋白质含量已经降低到0.02％。
然而，由于著名生物学家、1915年诺贝尔化学奖得主Willstater在实验中出现酶溶液浓度过低，当时难以用传统的化学检测方法进行检测，但仍具有催化活性，因此得出了酶不是蛋白质的错误结论，声称制成了无蛋白酶。因为有了这样的先例，1944年的科学界还记得这一教训。因此，当Avery等公布他们的结论时，害怕再次上当受骗的科学界就不敢再盲从。
1952年，Alfred Hershey和Martha Chase以T2噬菌体为实验材料，进一步证明DNA是遗传物质。他们的发现极大地促进了科学家接受DNA是遗传物质的事实。
图6、Alfred Hershey （1908-1997）
T2噬菌体的DNA和蛋白质各占一半，其宿主菌是大肠杆菌（Escherichia coli）。所有T2噬菌体都在大肠杆菌中繁殖。基于这一特点，Hershey和Chase进行了大量实验，发现病毒在感染细菌时只将DNA注入细胞，而绝大多数蛋白质吸附在细菌表面。这意味着病毒复制所需的遗传信息应该在DNA中。此外，DNA含有磷原子和无硫原子，而蛋白质则相反，硫原子没有磷原子。根据这一特点，Hershey和Chase在含有放射性同位素32P或35S的培养基中培养T2噬菌体。
当标记35S的T2噬菌体与细菌一起温暖几分钟时，用搅拌器给感染病毒的细菌一个合适的剪切力，大部分放射性(即病毒蛋白质)将与细菌表面分离。当标记32P的T2噬菌体与细菌共温时，搅拌器无法去除放射性，在细菌中发现了大量的放射性同位素DNA。这些结果表明病毒DNA进入宿主菌，蛋白质外壳留在细菌外。因为病毒是在细菌体内产生的，Hershey 和 Chase的实验表明，DNA复制和蛋白质外壳合成的遗传信息必须在父本DNA中。子代病毒颗粒含有32P，没有35S，这也说明了这一点。
图7、Hershey和ChaseT2噬菌体的同位素标记实验
在Hershey和Chase的实验中，有一个问题，就是很多35S(即病毒蛋白质)会和DNA一起进入宿主菌。因此，这一小部分病毒蛋白很可能携带遗传信息。后来，科学家们改进了实验方法，用高纯度的噬菌体DNA感染了细菌的原生质体（去除细菌细胞壁），并再次证实了噬菌体的遗传物质是DNA。