形質転換の原理を発見した肺炎レンサ球菌を用いたグリフィスの実験 グリフィスの実験 （グリフィスのじっけん）は、1928年にフレデリック・グリフィス によって行われた実験 である。バクテリア における形質転換 を発見 し、遺伝情報 を転移できることを示唆した最初の実験である[ 1] [ 2]
グリフィスは病原性 を持つIII-S (smooth) と病原性を持たないII-R (rough) の2種類の肺炎レンサ球菌 （肺炎双球菌）の株 を用いた。III-S株の細胞 は多糖類 でできた皮膜（莢膜 ）で覆われ、宿主 の免疫系 から自分自身が守られるため、宿主の体内で増殖 し発症させる。これに対してII-R株は莢膜 を持たず、宿主の免疫系に攻撃されるため病原性を持たない。つまりIII-S株を接種されたマウス は死ぬが、II-R株を接種されたマウスは死なない。
この実験では、III-S株のバクテリアを加熱して死滅させたものと、II-R株のバクテリアを用いた。これらはそれぞれ単独ではマウスを殺さないことが確認された。にもかかわらず両者を混ぜ合わせたものを接種した場合、マウスは発病して死亡することを見いだした。さらにその死んだマウスからIII-SとII-R両方のバクテリアが分離された。
当初は「III-S株の加熱物に莢膜 が含まれており、これをII-R株が利用することで宿主内での生存が可能になった」との可能性も考えた。しかし加えたバクテリアのうちで生きたものはII-R株のみであるから、発見されたIII-S株はII-R株の子孫でなければならない。このことからグリフィスは「III-S株の死んだものに含まれる何らかの『転換要素』が原因となって、II-R株が致死性のIII-S株に『転換』した」と結論づけた。
この菌の型は大きくS型とR型に分けられる。S型はその莢膜 に多型 があり、免疫学 的に30程度に区分されていて、上記のIIやIIIはそれを表す。R型は筴膜が無いのでこのような区別は無い。元々R型はS型からの突然変異 によって出現し、例えばII-S型から出たR型はII-R型と称する。R型が復帰突然変異 によってS型に戻る例もあるが、この場合II-R型からはII-S型が生じるので、上の実験結果を説明できない。つまり、外部からの物質によって形質が変化する現象である。
今日では、グリフィスが観察した『転換要素』はIII-S株のデオキシリボ核酸 (DNA) そのものだと分かっている。加熱処理によってバクテリアが死亡してもDNAはまだ破壊されず、II-R 株のバクテリアに取り込まれる。III-S株のDNAは免疫系から身を守る多糖類の莢膜の遺伝子 を含んでいる。この遺伝子によってII-R株のバクテリアが形質転換し、宿主の免疫系から身を守り、かつ宿主を殺せるようになる。
形質転換はいわゆる遺伝子操作 の基本的な技法として現在も利用されている。
『転換要素』の正体 (DNA) はのちにオズワルド・アベリー 、コリン・マーロウ・マクラウド (en:Colin Munro MacLeod )、マクリン・マッカーティ による実験（アベリー-マクロード-マッカーティの実験 ）と、アルフレッド・ハーシー 、マーサ・チェイス による実験（ハーシーとチェイスの実験 ）によって確認された。彼らはそれが遺伝子である可能性が高いと判断し、これを特定することに成功したが、本実験は遺伝子の本体がDNAであることを明瞭に示唆したごく早い例である。
Avery, MacLeod, and McCarty (1944). “Studies on the Chemical Nature of the Substance Inducing Transformation of Pneumococcal Types: Induction of Transformation by a Desoxyribonucleic Acid Fraction Isolated from Pneumococcus Type III”. Journal of Experimental Medicine 79 (1): 137–58. doi :10.1084/jem.79.2.137 . （グリフィスによるオリジナルの論文を参照している。以下のリンクにて 元論文 （英語）と 35周年記念再版 （英語）を読める。） 