علم وظائف الأعضاء المرضي
التاريخ > القرن العشرون > النموذج الجزيئي

أدى انتشار وباء عام 1918 للبحث عن سببه بشكل جنوني، على الرغم من أن معظم الوفيات كانت بسبب الالتهاب الرئوي الفصي، والذي عُزي فعليًا إلى غزو المكورات الرئوية. في لندن، أبلغ فريد غريفيث، الاختصاصي في علم الأمراض في وزارة الصحة، في عام 1928، عن تحول المكورات الرئوية من الحالة الممرضة إلى غير الممرضة وكان من بين أنواع المستضدات -وهو ما يعتبر تقريبًا تحولًا في الأنواع- ما يتحدى تحديدها بأن تكون المسبب لذات الرئة. انزعج مختبر آزوولد إيفري الموجود في معهد روكفلر، وهو خبير رائد في مجال المكورات الرئوية، من التقرير لدرجة أنهم رفضوا محاولة إعادته.
عندما كان إيفري في الإجازة الصيفية، اقتنع مارتن داوسون البريطاني الكندي، بأن أي شيء مصدره إنجلترا يجب أن يكون صحيحًا، وأعاد «نتائج غريفيث، ثم حقق عملية تحول في المختبر أيضًا، وفتح بذلك الباب من أجل القيام بالاستقصاء الدقيق. بعد أن عاد إيفيري، احتفظ بصورة لغريفيث على مكتبه بينما تابع باحثوه الطريق. في عام 1944، أبلغ إيفيري وكولن ماكلاود وماكلن مكارتي عن عامل التحول الذي سُميَّ الـ دي إن إيه، الذي كان موضع شك على نطاق واسع وسط تقديرات بوجود شيء ما يتعامل معه. في وقت تقرير غريفيث، لم يكن قد عُرف بعد أن الجراثيم تمتلك جينات.
بدأ علم الوراثة الأول، علم الوراثة المندلي، في عام 1900، ولكن تحديد أن توريث الصفات المندلية يتمركز على الكروموسومات تم بحلول عام 1903، بما يسمى الوراثة الكروموسومية. ظهرت الكيمياء الحيوية في نفس العقد. في الأربعينيات من القرن الماضي، نظر معظم العلماء إلى الخلية على أنها «كيس من المواد الكيميائية»؛ غشاء يحتوي على جزيئات رخوة فقط في حركة براونية وعلى البنى الخلوية الوحيدة الخاصة مثل الكروموسومات، التي تفتقر إليها البكتيريا. لقد قُدر أن الحمض النووي الكروموسومي بسيط للغاية، لذلك تم البحث عن الجينات في البروتينات الكروموسومية. ومع ذلك، في عام 1953، استنتج عالم الأحياء الأمريكي جيمس واتسون، والفيزيائي البريطاني فرنسيس كريك، والكيميائية البريطانية روزاليند فرانكلين التركيب الجزيئي للحمض النووي -الحلزون المزدوج- وتخمينه لتوضيح الشيفرة. في أوائل الستينيات من القرن الماضي، ساعد كريك في حل الشيفرة الوراثية في الحمض النووي، وبالتالي في تأسيس علم الوراثة الجزيئي.
في أواخر ثلاثينيات القرن الماضي، قادت مؤسسة روكفلر ومولت برنامجًا بحثيًا عن علم الأحياء الجزيئي -بحثًا عن تفسير أساسي حول الميكروبات والحياة- بقيادة الفيزيائي ماكس دلبروك في جامعة كاليفورنيا التقنية وجامعة فاندربيلت. ومع ذلك، كانت حقيقة وجود العضيات الخلوية في الخلايا مثار جدل وسط التصورات غير الواضحة في الوقت الذي استُخدم فيه المجهر الضوئي التقليدي. في حوالي عام 1940، وبفضل أبحاث السرطان في معهد روكفلر، برز علم الأحياء الخلوي كنظام جديد يسد الفجوة الكبيرة بين علم الأمراض الخلوي والكيمياء الحيوية من خلال تطبيق تكنولوجيا جديدة هي المنبذة الفائقة والمجهر الإلكتروني لتحديد وتحليل البنى الخلوية ووظائفها وآلياتها. تعد العلوم الجديدة، البيولوجيا الخلوية والجزيئية، متداخلة مع بعضها البعض.
أكد جوشوا ليدربيرغ واضعًا نصب عينيه غريفيث وأفيري، على الاقتران البكتيري الذي قدمُت تقارير عنه قبل عقود ولكنها اعتُبرت مثيرةً للجدل، وحصل على جائزة نوبل لعام 1958 في علم وظائف الأعضاء أو الطب. في مختبر كولد سبرينغ هاربور في لونغ آيلاند، في نيويورك، قاد دلبروك وسلفادور لوريا مجموعة فيج، التي استضافت واتسون بهدف اكتشاف تفاصيل فيزيولوجيا الخلية من خلال تتبع التغييرات على البكتيريا عند إصابتها بالعاثية، وهي عملية التنبيغ. ترأس ليدربيرغ افتتاح قسم علم الوراثة في كلية الطب بجامعة ستانفورد، وسهّل التواصل بين علماء الأحياء والأقسام الطبية بشكل أكبر.