בתחילת המאה ה-20, בקטריולוג בריטי בשם פרדריק גריפית' עבד עם החיידק הגורם לדלקת ריאות Streptococcus pneumoniae. הוא ביצע ניסוי פשוט באמצעות שני זנים שונים. זן אחד ידוע בשם זן S בגלל כמוסת מגן שגורמת למושבות או לגושים שהוא יוצר להיראות חלקים, וגם הופכת אותו לאלים או מזיק. השני היה זן R, גרסה של החיידק חסר את קפסולת המגן, נותן למושבות מראה מחוספס והופך אותו ללא אלים.
ראשית, גריפית' לקח חלק מהחיידקים מזן S וחימם אותם, ויצר גרסה מומתת חום של זן S. לאחר מכן, הוא אסף כמה עכברים וחילק אותם לארבע קבוצות. הוא הזריק לקבוצה הראשונה את זן ה-S האלים, ואת השנייה את זן ה-R הלא-אלים. הוא נתן לקבוצה השלישית את זן ה-S שנהרג בחום, ולבסוף שילב את זן ה-S שנהרג בחום ואת זן ה-R יחד, והזריק את התערובת הזו לקבוצה הרביעית. כצפוי, העכברים בקבוצה הראשונה מתו, ואלה בקבוצה השנייה והשלישית חיו. אבל להפתעתו של גריפית', גם העכברים בקבוצה האחרונה מתו.
כאשר הוא פרסם את המחקר שלו בשנת 1928, הוא כינה את התהליך הזה טרנספורמציה מסתורית, כפי שהוא שיער את נוכחותו של עיקרון טרנספורמציה בסיסי, אשר איפשר לזן שלא היה אלים בעבר להפוך קטלני. מאוחר יותר, בשנת 1943, אברט, מקלאוד ומקארתי דיווחו כי עיקרון טרנספורמציה זה היה ככל הנראה חומצה דסוקסיריבונוקלאית, או דנ"א, שאנו יודעים כיום שהוא חומר התורשה. למעשה, מה שקרה בניסוי של גריפית' היה שכאשר החיידקים התאחדו, חלק מהדנ"א דלף מזן S שהומת בחום לתוך תאי זן R, הפך את החיידקים הלא אלימים האלה והעביר את המידע כדי ליצור את קפסולת המגן, מה שהפך את זן R לאלים, שכעת מסוגל להרוג את החיות בקבוצה הרביעית.
מדענים פיתחו דרך פשוטה הרבה יותר לחקור טרנספורמציה חיידקית, באמצעות חיידקי E. coli ולולאות קטנות ועגולות של דנ"א שנקראות פלסמידים. בדרך כלל, הפלסמיד המשמש בניסויי טרנספורמציה כולל גן לתפקיד מיוחד, כמו עמידות לאנטיביוטיקה. E. coli הם נושא מצוין לשינוי כי הם יכולים להציג תכונה הנקראת יכולת, היכולת לקחת DNA מהסביבה. בעיקרו של דבר, משמעות הדבר היא שבתנאים סביבתיים מסוימים, כמו כימיקל או שוק חשמלי או חום, דופן התא של E. coli יכולה להיות חדירה באופן זמני ולאפשר ספיגה של DNA מהסביבה. ברגע שהפלסמיד נמצא בתוך האי-קולי, הוא יכול להסתובב בציטופלסמה של התא המארח החדש שלו ולשכפל ולהתבטא לאורך דורות לצד הגנום, או שהוא עשוי לשלב את עצמו במלואו בגנום של הפונדקאי. אם החיידק יאבד את הפלסמיד בשלב כלשהו, התא יאבד גם את עמידותו לאנטיביוטיקה, ולכן מדענים מגדלים את החיידקים במדיה המכילה את האנטיביוטיקה כדי להבטיח שהניצולים היחידים הם אלה המכילים את הפלסמיד המעניין.
במעבדה זו תלמדו כיצד להפוך תאי אי קולי עם פלסמיד המכיל גן עמידות לאנטיביוטיקה, תוך תרגול טכניקות מיקרוביולוגיות סטריליות.
2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.