Avery–MacLeod–McCarty experiment
ایوری-میک لیوڈ-میک کارٹی تجربہ ایک تجرباتی مظاہرہ تھا، جس کی اطلاع 1944 میں اوسوالڈ ایوری، کولن میک لیوڈ، اور میکلن میک کارٹی نے دی تھی، کہ ڈی این اے وہ مادہ ہے جو بیکٹیریل تبدیلی کا سبب بنتا ہے، ایک ایسے دور میں جب یہ وسیع پیمانے پر مانا جاتا تھا کہ یہ پروٹین ہی تھے جو جینیاتی معلومات لے جانے کے کام کو انجام دیتے ہیں (خود لفظ پروٹین کے ساتھ اس عقیدے کی نشاندہی کرنے کے لیے تیار کیا گیا تھا کہ اس کا کام بنیادی تھا)۔ یہ 1930 کی دہائی اور 20 ویں صدی کے اوائل میں راکفیلر انسٹی ٹیوٹ فار میڈیکل ریسرچ میں تحقیق کا اختتام تھا تاکہ اس تبدیلی کے رجحان کے لیے ذمہ دار "تبدیلی کے اصول" کو پاک اور خصوصیت دی جا سکے جو سب سے پہلے 1928 کے گریفتھ کے تجربے میں بیان کیا گیا تھا: وائرل تناؤ کی قسم III-S کے سٹریپٹوکوکس نمونیا کو مار ڈالا، جب زندہ لیکن غیر وائرل قسم II-R نیوموکوکی کے ساتھ انجکشن لگایا گیا، جس کے نتیجے میں ٹائپ III-S نیوموکوکی کا مہلک انفیکشن ہوا۔ جرنل آف ایکسپریمنٹل میڈیسن کے فروری 1944 کے شمارے میں شائع ہونے والے اپنے مقالے "اسٹڈیز آن دی کیمیکل نیچر آف سبسٹنس انڈکسنگ ٹرانسفارمیشن آف نیوموکوکل ٹائپز: انڈکشن آف ٹرانسفارمیشن بائی اے ڈیسوکسیربونوکلک ایسڈ فریکشن آئسولیٹڈ فرام نیوموکوکس ٹائپ III" میں، ایوری اور ان کے ساتھیوں نے تجویز کیا ہے کہ ڈی این اے، پروٹین کے بجائے بیکٹیریا کا موروثی مواد ہو سکتا ہے، اور یہ اعلی حیاتیات میں موجود جینز اور/یا وائرس سے مشابہت رکھتا ہے۔ پس منظر سیرولوجیکل ٹائپنگ کی ترقی کے ساتھ، طبی محققین بیکٹیریا کو مختلف تناؤ، یا اقسام میں ترتیب دینے میں کامیاب ہوئے۔ جب کسی شخص یا ٹیسٹ جانور (مثال کے طور پر، ایک ماؤس) کو کسی خاص قسم کا ٹیکہ لگایا جاتا ہے، تو ایک مدافعتی ردعمل پیدا ہوتا ہے، جس سے اینٹی باڈیز پیدا ہوتی ہیں جو خاص طور پر بیکٹیریا پر اینٹی جینز کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہیں۔ اینٹی باڈیز پر مشتمل خون کے سیرم کو پھر نکالا جا سکتا ہے اور کلچر شدہ بیکٹیریا پر لگایا جا سکتا ہے۔ اینٹی باڈیز اسی قسم کے دوسرے بیکٹیریا کے ساتھ رد عمل ظاہر کریں گی جیسا کہ اصل ٹیکہ کاری۔ فریڈ نیوفیلڈ، ایک جرمن بیکٹیریا کے ماہر، نے نیوموکوکل کی اقسام اور سیرولوجیکل ٹائپنگ کو دریافت کیا تھا۔ یہاں تک کہ فریڈرک گریفتھ کے مطالعے کے بیکٹیریا کے ماہرین کا خیال تھا کہ یہ اقسام ایک نسل سے دوسری نسل میں طے شدہ اور ناقابل تغیر پذیر ہیں۔ گریفتھ کے تجربے نے، جو 1928 میں رپورٹ کیا گیا تھا، اس بات کی نشاندہی کی کہ نیوموکوکل بیکٹیریا میں کچھ "تبدیلی کا اصول" انہیں ایک قسم سے دوسری قسم میں تبدیل کر سکتا ہے۔ گریفتھ، ایک برطانوی طبی افسر، نے 20 ویں صدی کے اوائل میں نمونیا کے معاملات میں سیرولوجیکل ٹائپنگ کا اطلاق کرنے میں کئی سال گزارے تھے، جو اکثر مہلک بیماری ہوتی ہے۔ انہوں نے پایا کہ متعدد اقسام-کچھ وائرل اور کچھ غیر وائرل-اکثر نمونیا کے کلینیکل کیس کے دوران موجود ہوتی ہیں، اور سوچا کہ ایک قسم دوسرے میں تبدیل ہو سکتی ہے (بجائے اس کے کہ صرف متعدد اقسام ہمیشہ موجود رہیں)۔ اس امکان کی جانچ میں، اس نے پایا کہ تبدیلی اس وقت ہو سکتی ہے جب ایک خطرناک قسم کے مردہ بیکٹیریا اور ایک غیر خطرناک قسم کے زندہ بیکٹیریا دونوں کو چوہوں میں انجکشن کیا جائے: چوہوں میں ایک مہلک انفیکشن پیدا ہو جائے گا (عام طور پر صرف وائرل قسم کے زندہ بیکٹیریا کی وجہ سے ہوتا ہے) اور مر جائے گا، اور ایسے متاثرہ چوہوں سے خطرناک بیکٹیریا کو الگ کیا جا سکتا ہے۔ گریفتھ کے تجربے کے نتائج کی جلد ہی تصدیق ہو گئی، سب سے پہلے کوچ انسٹی ٹیوٹ میں فریڈ نیوفیلڈ اور راکفیلر انسٹی ٹیوٹ میں مارٹن ہنری ڈاسن نے۔ راکفیلر انسٹی ٹیوٹ کے محققین کی ایک سیریز نے اس کے بعد کے سالوں میں تبدیلی کا مطالعہ جاری رکھا۔ رچرڈ ایچ پی سیا کے ساتھ، ڈاسن نے بیکٹیریا کو وٹرو میں تبدیل کرنے کا ایک طریقہ تیار کیا (ویو کے بجائے جیسا کہ گریفتھ نے کیا تھا)۔ 1930 میں ڈاسن کی روانگی کے بعد، جیمز ایلووے نے گریفتھ کے نتائج کو بڑھانے کی کوشش کی، جس کے نتیجے میں 1933 تک تبدیلی کے اصول کے آبی حل نکالے گئے۔ کولن میک لیوڈ نے 1934 سے 1937 تک اس طرح کے حل کو صاف کرنے کے لیے کام کیا، اور یہ کام 1940 میں جاری رہا اور میکلن میک کارٹی نے اسے مکمل کیا۔ تجرباتی کام نیوموکوکس کی خصوصیت ہموار کالونیاں ہیں جن میں پولیسیکرائڈ کیپسول ہوتا ہے جو اینٹی باڈی کی تشکیل کو جنم دیتا ہے۔ مختلف اقسام کو ان کی امیونولوجیکل خاصیت کے مطابق درجہ بندی کیا جاتا ہے۔ ایوری نے جو طہارت کا طریقہ کار شروع کیا اس میں پہلے بیکٹیریا کو گرمی سے مارنا اور نمکین گھلنشیل اجزاء کو نکالنا شامل تھا۔ اس کے بعد، پروٹین کو کلوروفارم کا استعمال کرتے ہوئے خارج کیا گیا اور پولیسیکرائڈ کیپسول کو ایک انزائم کے ساتھ ہائیڈرولائز کیا گیا۔ کیپسول کی مکمل تباہی کی تصدیق کے لیے مخصوص قسم کے اینٹی باڈیز کی وجہ سے ہونے والی امیونولوجیکل بارش کا استعمال کیا گیا۔ پھر، فعال حصے کو الکحل فریکشنشن کے ذریعے باہر نکالا گیا، جس کے نتیجے میں ریشے دار تار پیدا ہوئے جنہیں ہلچل مچانے والی چھڑی سے ہٹایا جا سکتا تھا۔ کیمیائی تجزیے سے پتہ چلتا ہے کہ اس فعال حصے میں کاربن، ہائیڈروجن، نائٹروجن اور فاسفورس کا تناسب ڈی این اے کی کیمیائی ساخت کے مطابق تھا۔ یہ ظاہر کرنے کے لیے کہ یہ آر این اے، پروٹین، یا کسی دوسرے خلیے کے جزو کی تھوڑی مقدار کے بجائے ڈی این اے تھا جو تبدیلی کا ذمہ دار تھا، ایوری اور اس کے ساتھیوں نے متعدد بائیو کیمیکل ٹیسٹ استعمال کیے۔ انہوں نے پایا کہ ٹرپسن، کیموٹریپسن اور ربن نیوکلیز (انزائم جو پروٹین یا آر این اے کو توڑتے ہیں) نے اسے متاثر نہیں کیا، لیکن "ڈی آکسی ربنیوکلیوڈی پولی میریز" (ایک خام تیاری، جو جانوروں کے متعدد ذرائع سے حاصل کی جا سکتی ہے، جو ڈی این اے کو توڑ سکتی ہے) کے انزائم کی تیاری نے نچوڑ کی تبدیلی کی طاقت کو تباہ کر دیا۔ تنقید اور چیلنجوں کے جواب میں فالو اپ کام میں 1948 میں موسی کونٹز کی طرف سے ڈی این اے ڈیپولیمیرس (ڈی آکسی ریبونوکلیز I) کی صفائی اور کرسٹلائزیشن، اور رولین ہاٹکس کے عین مطابق کام سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ صاف شدہ ڈی این اے میں تقریبا تمام نائٹروجن گلائسین سے آیا، جو نیوکلیوٹائڈ بیس اڈینائن کا ایک بریک ڈاؤن پروڈکٹ ہے، اور یہ کہ ہاٹکس کے اندازے کے مطابق غیر معلوم پروٹین کی آلودگی زیادہ سے زیادہ 0.02% تھی۔ استقبالیہ اور میراث ایوری-میک لیوڈ-میک کارٹی تجربے کے تجرباتی نتائج کی فوری طور پر تصدیق کی گئی، اور پولیسیکرائڈ کیپسول کے علاوہ دیگر موروثی خصوصیات تک توسیع کی گئی۔ تاہم، اس نتیجے کو قبول کرنے میں کافی ہچکچاہٹ تھی کہ ڈی این اے جینیاتی مواد تھا۔ فوبس لیوین کے بااثر "ٹیٹرا نیوکلیوٹائڈ مفروضے" کے مطابق، ڈی این اے چار نیوکلیوٹائڈ اڈوں کی دہرائی جانے والی اکائیوں پر مشتمل تھا اور اس کی حیاتیاتی خاصیت بہت کم تھی۔ اس لیے ڈی این اے کو کروموسوم کا ساختی جزو سمجھا جاتا تھا، جبکہ جین کو ممکنہ طور پر کروموسوم کے پروٹین جزو سے بنا ہوا سمجھا جاتا تھا۔ اس سوچ کی لکیر کو 1935 میں وینڈل اسٹینلے کے ذریعہ تمباکو کے موزیک وائرس کی کرسٹلائزیشن اور وائرس، جینز اور انزائمز کے درمیان متوازی ہونے سے تقویت ملی۔ بہت سے ماہر حیاتیات کا خیال تھا کہ جینز ایک قسم کے "سپر انزائم" ہو سکتے ہیں، اور اسٹینلے کے مطابق وائرس کو پروٹین دکھایا گیا تھا اور وہ بہت سے انزائمز کے ساتھ آٹو کیٹالیسس کی خاصیت کا اشتراک کرتے ہیں۔ مزید برآں، چند ماہرین حیاتیات کا خیال تھا کہ جینیات کا اطلاق بیکٹیریا پر کیا جا سکتا ہے، کیونکہ ان میں کروموسوم اور جنسی تولید کی کمی ہوتی ہے۔ خاص طور پر، غیر رسمی طور پر فیج گروپ کے نام سے جانے جانے والے بہت سے جینیاتی ماہرین، جو 1950 کی دہائی میں سالماتی حیاتیات کے نئے شعبے میں بااثر بن گئے، ڈی این اے کو جینیاتی مواد کے طور پر مسترد کر رہے تھے (اور ایوری اور ان کے ساتھیوں کے "گندا" بائیو کیمیکل نقطہ نظر سے بچنے کے لیے مائل تھے)۔ کچھ ماہر حیاتیات، جن میں ساتھی راکفیلر انسٹی ٹیوٹ کے فیلو الفریڈ مرسکی بھی شامل ہیں، نے ایوری کے اس نتیجے کو چیلنج کیا کہ تبدیلی کا اصول خالص ڈی این اے تھا، یہ تجویز کرتے ہوئے کہ اس کے بجائے پروٹین آلودہ کرنے والے ذمہ دار تھے۔ اگرچہ کچھ قسم کے بیکٹیریا میں تبدیلی واقع ہوئی، لیکن اسے دوسرے بیکٹیریا (اور نہ ہی کسی اعلی حیاتیات میں) میں نقل نہیں کیا جا سکا، اور اس کی اہمیت بنیادی طور پر ادویات تک محدود نظر آتی تھی۔ ایوری-میک لیوڈ-میک کارٹی کے تجربے پر پیچھے مڑ کر دیکھنے والے سائنس دانوں نے اس بات پر اختلاف کیا ہے کہ یہ 1940 کی دہائی اور 1950 کی دہائی کے اوائل میں کتنا بااثر تھا۔ گنتھر اسٹنٹ نے تجویز کیا کہ اسے بڑے پیمانے پر نظر انداز کیا گیا، اور صرف اس کے بعد منایا گیا-اسی طرح جینیات کے عروج سے کئی دہائیوں پہلے گریگور مینڈل کے کام کی طرح۔ دوسرے، جیسے جوشوا لیڈربرگ اور لیسلی سی ڈن، اس کی ابتدائی اہمیت کی تصدیق کرتے ہیں اور اس تجربے کو سالماتی جینیات کے آغاز کے طور پر پیش کرتے ہیں۔ چند مائیکرو بائیولوجسٹس اور جینیٹسٹس نے 1944 سے پہلے جین کی جسمانی اور کیمیائی نوعیت میں دلچسپی لی تھی، لیکن ایوری-میک لیوڈ-میک کارٹی کے تجربے نے اس موضوع میں نئی اور وسیع تر دلچسپی پیدا کی۔ اگرچہ اصل اشاعت میں جینیات کا خاص طور پر ذکر نہیں کیا گیا تھا، ایوری کے ساتھ ساتھ بہت سے جینیاتی ماہرین جنہوں نے مقالہ پڑھا وہ جینیاتی مضمرات سے واقف تھے-کہ ایوری نے خود جین کو خالص ڈی این اے کے طور پر الگ کر دیا ہوگا۔ بائیو کیمسٹ ایرون چارگاف، جینیٹسٹ ایچ جے مولر اور دیگر نے اس نتیجے کو ڈی این اے کی حیاتیاتی خاصیت کو قائم کرنے اور جینیات کے لیے اہم مضمرات کے طور پر سراہا اگر ڈی این اے اعلی حیاتیات میں اسی طرح کا کردار ادا کرتا ہے۔ 1945 میں، رائل سوسائٹی نے ایوری کو کوپلی میڈل سے نوازا، جزوی طور پر جراثیم کی تبدیلی پر ان کے کام کے لیے۔ 1944 اور 1954 کے درمیان، اس مقالے کا کم از کم 239 بار حوالہ دیا گیا (حوالہ جات ان سالوں میں یکساں طور پر پھیلے ہوئے تھے)، زیادہ تر مائکروبیولوجی، امیونو کیمسٹری، اور بائیو کیمسٹری سے متعلق کاغذات میں۔ مرسکی کی تنقید کے جواب میں راکفیلر انسٹی ٹیوٹ میں میک کارٹی اور دیگر کے فالو اپ کام کے علاوہ، اس تجربے نے مائکروبیولوجی میں کافی کام کو فروغ دیا، جہاں اس نے بیکٹیریل وراثت اور جنسی طور پر دوبارہ پیدا ہونے والے حیاتیات کی جینیات کے درمیان مماثلت پر نئی روشنی ڈالی۔ فرانسیسی مائکروبیولوجسٹ آندرے بووین نے ایوری کے بیکٹیریل تبدیلی کے نتائج کو ایسچریچیا کولی تک بڑھانے کا دعوی کیا، حالانکہ دوسرے محققین کی طرف سے اس کی تصدیق نہیں کی جا سکی۔ تاہم، 1946 میں، جوشوا لیڈربرگ اور ایڈورڈ ٹیٹم نے ای کولی میں بیکٹیریل کنجگیشن کا مظاہرہ کیا اور دکھایا کہ جینیات بیکٹیریا پر لاگو ہو سکتی ہے، چاہے ایوری کا تبدیلی کا مخصوص طریقہ عام نہ ہو۔ ایوری کے کام نے مورس ولکنز کو ڈی این اے کے ایکس رے کرسٹلگرافک مطالعات کو جاری رکھنے کے لیے بھی حوصلہ افزائی کی، یہاں تک کہ جب انہیں اپنی تحقیق کو حیاتیاتی سالمات کے بجائے پورے خلیوں پر مرکوز کرنے کے لیے فنڈروں کے دباؤ کا سامنا کرنا پڑا۔ مقالے کے حوالے کی قابل ذکر تعداد اور اشاعت کے بعد کے سالوں میں موصول ہونے والے مثبت ردعمل کے باوجود، ایوری کے کام کو زیادہ تر سائنسی برادری نے بڑی حد تک نظر انداز کیا۔ اگرچہ بہت سے سائنسدانوں نے اسے مثبت طور پر قبول کیا، لیکن اس تجربے نے مرکزی دھارے کی جینیات کی تحقیق کو سنجیدگی سے متاثر نہیں کیا، جزوی طور پر اس وجہ سے کہ اس سے کلاسیکی جینیات کے تجربات میں بہت کم فرق پڑا جس میں جینوں کی تعریف ان کے کیمیائی میک اپ کے بجائے افزائش نسل کے تجربات میں ان کے رویے سے کی گئی تھی۔ ایچ جے مولر، دلچسپی رکھتے ہوئے، جین کے کیمیائی مطالعے کے بجائے جسمانی پر زیادہ توجہ مرکوز کرتے تھے، جیسا کہ فیج گروپ کے زیادہ تر ممبران تھے۔ ایوری کے کام کو نوبل فاؤنڈیشن نے بھی نظر انداز کیا، جس نے بعد میں ایوری کو نوبل انعام دینے میں ناکامی پر عوامی افسوس کا اظہار کیا۔ 1952 کے ہرشی-چیس تجربے کے وقت تک، جینیاتی ماہرین ڈی این اے کو جینیاتی مواد کے طور پر سمجھنے کے لیے زیادہ مائل تھے، اور الفریڈ ہرشی فیج گروپ کا ایک بااثر رکن تھا۔ ایرون چارگاف نے دکھایا تھا کہ ڈی این اے کی بنیادی ساخت انواع کے لحاظ سے مختلف ہوتی ہے (ٹیٹرا نیوکلیوٹائڈ مفروضے کے برعکس)، اور 1952 میں رولین ہاٹکس نے اپنے تجرباتی شواہد شائع کیے جو چارگاف کے کام کی تصدیق کرتے ہیں اور ایوری کے تبدیلی کے اصول میں پروٹین کی عدم موجودگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ مزید برآں، بیکٹیریل جینیات کا میدان تیزی سے قائم ہو رہا تھا، اور ماہر حیاتیات بیکٹیریا اور اعلی حیاتیات کے لیے اسی اصطلاح میں وراثت کے بارے میں سوچنے کے لیے زیادہ مائل تھے۔ ہرشی اور چیس نے تابکار آاسوٹوپس کا استعمال کرتے ہوئے یہ ظاہر کیا کہ یہ بنیادی طور پر پروٹین کے بجائے ڈی این اے تھا، جو بیکٹیریوفیج کے انفیکشن کے بعد بیکٹیریا میں داخل ہوا، جلد ہی یہ وسیع پیمانے پر قبول کر لیا گیا کہ ڈی این اے ہی مواد تھا۔ بہت کم عین مطابق تجرباتی نتائج کے باوجود (انہیں خلیوں کے ساتھ ساتھ ڈی این اے میں داخل ہونے والے پروٹین کی غیر اہم مقدار نہیں ملی)، ہرشی-چیس تجربہ اسی حد تک چیلنج کا شکار نہیں تھا۔ اس کے اثر کو فیج گروپ کے بڑھتے ہوئے نیٹ ورک اور اگلے سال واٹسن اور کرک (واٹسن بھی فیج گروپ کے رکن تھے) کی تجویز کردہ ڈی این اے ڈھانچے کے ارد گرد کی تشہیر سے تقویت ملی۔ تاہم، صرف ماضی کے تناظر میں، دونوں میں سے کسی ایک تجربے نے قطعی طور پر ثابت کیا کہ ڈی این اے جینیاتی مواد ہے۔ نوٹس حوالہ جات فرائی، مائیکل (2016) سالماتی حیاتیات میں تاریخی تجربات ؛ ایلسیویئر-اکیڈمک پریس، ریاستہائے متحدہ، مزید پڑھنا بیرونی روابط سائنس میں پروفائلز: اوسوالڈ ٹی۔ ایوری کلیکشن 1944 میں حیاتیات کے جینیات کے تجربات میں حیاتیات کے تجربات