特沃特是英國微生物學(xué)家,他發(fā)現(xiàn)了噬菌體。
在19世紀(jì)L.巴斯德、R.科赫奠定的基礎(chǔ)上,20世紀(jì)不斷發(fā)現(xiàn)新的病原微生物而且研制了許多卓有成效的治療藥物。工業(yè)微生物學(xué)也從制酒、做面包發(fā)展到利用細(xì)菌來產(chǎn)生維生素、氨基酸、甚至還可以利用細(xì)菌冶金;但20世紀(jì)對生物學(xué)產(chǎn)生巨大影響的主要是病毒和噬菌體的研究。噬菌體是一種以細(xì)菌為宿主的、比正常病毒還要小的病毒。從1915年第一篇關(guān)于噬菌體的文章出現(xiàn)至今的70多年歷史中噬菌體已在分子生物學(xué)的舞臺上起了重要的作用。1915年,英國微生物學(xué)家F.W.特沃特發(fā)表了一篇不引人注目的文章,題為“超顯微病毒本質(zhì)的研究”;文章描述了一個(gè)新奇的現(xiàn)象通過具有細(xì)小孔徑的陶瓷過濾板的稀濾液,只要有一滴落到試管內(nèi)的瓊脂上,就可以使瓊脂上的球菌菌落變?yōu)橥该鳌.W.特沃特后來在討論這一現(xiàn)象時(shí)認(rèn)為有 3種可能:①球菌生活史中,有一個(gè)階段不能在正常培養(yǎng)條件下生長;②球菌分泌一種酶,導(dǎo)致它自身的毀滅;③有一種超顯微病毒,能使球菌發(fā)生急性“傳染病”。由于第一次世界大戰(zhàn)的影響,研究未能繼續(xù)進(jìn)行。1917年,法國醫(yī)官F.H.de埃雷爾提出有一種看不見的微生物能與痢疾桿菌發(fā)生拮抗作用。他認(rèn)為這是一種捕食桿菌的微生物,并命名為噬菌體。
這種細(xì)菌溶菌現(xiàn)象的本質(zhì),從20年代到30年代始終是一個(gè)爭論的問題。包括著名的比利時(shí)免疫學(xué)家J.博爾代在內(nèi)的許多微生物學(xué)家認(rèn)為這是由于細(xì)菌突變引起的一種酶的過量生產(chǎn),使細(xì)菌發(fā)生傳染性自溶現(xiàn)象。他們未認(rèn)清噬菌體的兩個(gè)不同生活階段,即在細(xì)菌外的完整形態(tài)結(jié)構(gòu)階段和在細(xì)菌內(nèi)的增殖階段。他們也不承認(rèn)噬菌體是一種有遺傳性的物質(zhì)實(shí)體。這實(shí)際上是對于是否存在著介于生命體和無生命體之間的物質(zhì)這一老問題的新爭論。恰恰是噬菌體這樣一種生物的地位和性質(zhì),成為分子遺傳學(xué)研究的極好材料,著名的果蠅遺傳學(xué)家H.J.馬勒曾在1921年底預(yù)言:“F.H.德埃雷爾的實(shí)體如果是基因,則將給我們一個(gè)新的角度去解決遺傳問題,它們可以過濾,能在一定程度上分離,能在試管中操作,由它們對細(xì)菌的作用而表現(xiàn)出的性質(zhì)可以研究。但如果把它看作是基因可能是太急了……”1922年,荷蘭的M.W.拜耶林克根據(jù)當(dāng)時(shí)計(jì)算出的噬菌體數(shù)量級,認(rèn)為“噬菌體和蛋白質(zhì)分子的大小相當(dāng)”。法國巴斯德研究所的E.沃爾曼夫婦起初同意J.博爾代的看法,后來看到T.H.摩爾根和H.J.馬勒對遺傳學(xué)的新貢獻(xiàn),也接受了新思想。1925年,他們提出噬菌體最活躍的要素是含有一種有穩(wěn)定遺傳性的物質(zhì),1935年更明確地定了基因論完全適用于病毒。到40年
DNA為核心的化學(xué)本質(zhì)。這一切都成為噬菌體進(jìn)入分子生物學(xué)的研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)
病毒學(xué)是20世紀(jì)中葉才獨(dú)立的一個(gè)微生物學(xué)的分支學(xué)科。1892年伊萬諾夫斯基發(fā)現(xiàn)過濾性煙草花葉病的致病因素后,過濾性病毒名稱遂被廣泛采用。1898年荷蘭微生物學(xué)家M.W.拜耶林克根據(jù)多年對煙草花葉病毒的研究指出:既然煙草花葉病的致病因素極易過濾,而且能在被感染的植物組織中增殖,因此可以肯定這種物質(zhì)不可能是毒素,很可能是一種具有復(fù)制能力的,較低分子量的分子。因?yàn)椴《局荒茉诨罱M織中生長繁殖,所以尋找適用的活組織培養(yǎng)方法成為20世紀(jì)病毒研究的一項(xiàng)重要任務(wù)。1931年,美國病毒學(xué)家E.W.古德帕斯丘和A.M.伍德羅夫提出用雞胚作活組織來培養(yǎng)病毒,大大促進(jìn)了病毒的研究。50年代以后,陸續(xù)建立起研究病毒的定量技術(shù)。
1935年美國生物化學(xué)家W.M.斯坦利第一個(gè)取得病毒的結(jié)晶──煙草花葉病毒的結(jié)晶。純病毒的取得促進(jìn)了對病毒結(jié)構(gòu)的研究。40年代,借助電子顯微鏡的觀察和化學(xué)分析,才認(rèn)識到病毒是由核酸和構(gòu)成外殼的蛋白質(zhì)組成。50年代,隨著分子生物學(xué)的進(jìn)展,一些病毒的分子結(jié)構(gòu)才得到了闡明。20世紀(jì)對如脊髓灰質(zhì)炎(俗稱小兒麻痹癥)、肝炎病毒,特別是乙型肝炎病毒等進(jìn)行了大量的研究,分別于50和80年代取得了防疫疫苗。對腫瘤病毒的研究也取得明顯效果。隨著這些工作的進(jìn)展,對病毒的認(rèn)識得以大為深化。