形質転換

歴史

形質転換は、1928年にイギリスの細菌学者Frederick Griffithによって初めて実証された。グリフィスは、無害なStreptococcus pneumoniaeの菌株が、熱で殺された病原菌の菌株にさらされることで、病原菌に変化することを発見した。

グリフィスは、無害な株を強毒化したのは、熱で殺された株の「変換原理」によると考えた。1944年、オズワルド・アベリー、コリン・マクロード、マクリン・マッカーティの3人は、この変換原理が遺伝子であることを突き止めた。彼らはS.pneumoniaeの病原菌株からDNAを分離し、このDNAだけを使って無害な株を病原菌に変えることができたのである。彼らは、このように細菌がDNAを取り込み、取り入れることを「形質転換」と呼んだ。Avery-MacLeod-McCarty実験を参照。

この実験の結果は、当初、科学界では懐疑的に受け止められていた。ジョシュア・レダーバーグが他の遺伝子導入法（1947年にコンジュゲーション、1953年にトランスダクション）を発見するまで、エイブリーの実験は受け入れられなかった。形質転換が研究室で日常的に行われるようになったのは、1972年にコーエンが大腸菌を塩化カルシウムで処理して形質転換に成功してからである。1972年、コーエンが塩化カルシウムによる大腸菌の形質転換に成功した。

動物や植物の細胞の形質転換も研究され、1982年にはラットの成長ホルモンの遺伝子をマウスの胚に注入することで、初めてトランスジェニックマウスが誕生した。

1907年、植物の腫瘍を引き起こす細菌「アグロバクテリウム・ツメファシエンス」が発見され、1970年代初頭には腫瘍を引き起こす原因が「Tiプラスミド」と呼ばれるDNAプラスミドであることが判明した。腫瘍の原因となるプラスミドの遺伝子を取り除き、新しい遺伝子を加えることで、研究者は植物にA.tumefaciensを感染させ、バクテリアが選んだDNAを植物のゲノムに挿入することができた。

すべての植物細胞がA.tumefaciensに感染できるわけではないので、エレクトロポレーションやマイクロインジェクションなど他の方法が開発された。1990年にジョン・サンフォードが発明したBiolistic Particle Delivery System（遺伝子銃）により、粒子爆撃が可能になった。