Oswald Theodore Avery ha studiato ceppi di pneumococco del genere Streptococcus negli Stati Uniti nella prima metà del XX secolo. Questo batterio causa polmonite, una causa comune di morte a cavallo del ventesimo secolo. In un documento del 1944, Avery dimostrò con i colleghi Colin Munro MacLeod e Maclyn McCarty che l’acido desossiribonucleico, o DNA, invece di proteine, formava il materiale di trasformazione ereditabile nei batteri., Avery ha contribuito a districare alcune delle relazioni tra geni e processi di sviluppo.
Avery nacque ad Halifax, in Canada, il 21 ottobre 1877 da Elizabeth Crowdy Avery e Joseph Francis Avery, un ecclesiastico battista. Avery aveva un fratello maggiore, Ernest, e un fratello minore, Roy. Nel 1887, Avery e la sua famiglia si trasferirono a New York City, New York, dove trascorse gran parte dei successivi sessantuno anni della sua vita., Nel 1893, Avery ricevette il diploma di scuola superiore dalla New York Male Grammar School, New York, e poi si trasferì alla Colgate Academy, un dipartimento preparatorio della Colgate University di Hamilton, New York. Avery ha ricevuto il suo Bachelor of Arts in Lettere alla Colgate University nel 1900, dove eccelleva nel parlare in pubblico e nel dibattito. Nel 1904 Avery si laureò in medicina presso il College of Physicians and Surgeons della Columbia University di New York.,
Dopo la laurea alla Columbia e lavorando nella pratica clinica, nel 1907 Avery divenne ricercatore e docente di batteriologia e immunologia nel quartiere di Brooklyn a New York City presso l’Hoagland Laboratory, un laboratorio di ricerca batteriologica finanziato privatamente. Durante i suoi sei anni presso il Laboratorio di Hoagland, Avery ha subito una formazione batteriologica, immunologica e chimica pratica mentre studiava la batteriologia dei prodotti a base di latte fermentato., Nel 1913, Avery iniziò una carriera che durò trentacinque anni al Rockefeller Institute for Medical Research di New York City, dove ottenne la piena adesione nel 1923 e dove divenne membro emerito nel 1943.
Dal 1913 al 1930, la ricerca di Avery presso il Rockefeller Institute esaminò la capacità dello pneumococco di causare la polmonite, nota anche come la sua virulenza. Avery ha anche studiato come il sistema immunitario umano ha risposto a diversi ceppi di pneumococco. Usando l’osservazione microscopica e le tecniche immunochimiche, Avery e i suoi colleghi hanno fatto diversi risultati., Queste scoperte includevano una correlazione tra la virulenza e la presenza di una capsula batterica, che protegge i batteri dall’ingestione da parte di altri microrganismi. Avery e i suoi colleghi hanno anche scoperto che le differenze nei carboidrati di superficie, chiamati polisaccaridi, caratterizzano i ceppi di pneumococco e le loro virulenze. Avery e colleghi hanno anche dimostrato che gli anticorpi sono specifici per i carboidrati della capsula e che quegli anticorpi funzionano negando la capacità della capsula di prevenire l’ingestione da parte di altri organismi., Da questi risultati, Avery ei suoi colleghi hanno concluso che per rendere efficacemente le persone immuni ai batteri, gli scienziati devono preservare l’integrità chimica delle capsule dei batteri durante la preparazione di un’immunizzazione.
Questi sono stati i primi studi a dimostrare il grado in cui i carboidrati di superficie hanno funzionato nei processi immunologici e hanno portato a medicinali come un trattamento sierico per lo pneumococco di tipo I. Gli studi di Avery hanno anche dimostrato il valore dell’analisi dei componenti chimici e cellulari, in contrasto con i metodi immunologici che si sono concentrati sull’intero organismo.,
Nel 1930, gli sviluppi in batteriologia e immunologia cambiarono la direzione della ricerca di Avery. Alla fine del 1920, l’ufficiale medico Frederick Griffith per il laboratorio patologico del Ministero della Salute in Inghilterra riportò le sue scoperte negli pneumococchi. Ci sono due ceppi di pneumococchi di tipo II: virulento ceppo S, che ha un aspetto liscio, e innocuo ceppo R, che ha un aspetto ruvido. Griffith ha scoperto che con gli pneumococchi del ceppo S uccisi con il calore, i ricercatori potrebbero convertire la forma R viva nel ceppo S vivo., Griffith ha anche affermato che questa conversione, un fenomeno che ha chiamato trasformazione, era ereditabile attraverso generazioni di pneumococchi. Avery inizialmente dubitava che le manipolazioni di laboratorio potessero portare a cambiamenti ereditari nella virulenza di pneumococco e che le differenze tra i ceppi di pneumococchi si estendessero oltre le strutture di carboidrati superficiali. Studi successivi duplicarono i risultati di Griffith e convinsero Avery. Avery spostò il suo focus di ricerca sull’identificazione delle basi chimiche della trasformazione.
Avery ha studiato la trasformazione batterica nei primi anni 1930., Durante questo periodo, Avery soffrì dell’insorgenza della malattia di Graves, una malattia autoimmune, fino a quando una tiroidectomia rallentò la progressione della malattia nel 1934 e permise ad Avery di tornare alla sua ricerca. Nel 1935, gli associati di ricerca di Avery arrivarono ad includere Colin Munro MacLeod, che Maclyn McCarty sostituì nel 1941. Ci sono voluti Avery, MacLeod, e McCarty più di un decennio per isolare e identificare il DNA come materiale di eredità genetica., Nel 1944 il trio pubblicò “Studi sulla natura chimica della sostanza che induce la trasformazione dei tipi pneumococcici Induzione della trasformazione da parte di una frazione di acido desossiribonucleico isolata da Pneumococco di tipo III”. Nel rapporto, i tre scienziati identificarono il DNA come il materiale negli pneumococchi che deteneva le proprietà trasformanti osservate da Griffith.
Avery e i suoi colleghi hanno iniziato il loro esperimento creando colture liquide di ceppo S di pneumococchi di tipo III, che hanno poi raffreddato, centrifugato, raccolto e ucciso a caldo., Hanno estratto chimicamente un liquido filtrato, o filtrato, da cui Avery e i suoi colleghi, chimicamente e attraverso l’uso di enzimi, hanno rimosso le proteine, i carboidrati e i lipidi. Hanno estratto una piccola quantità del materiale che induce la trasformazione da quello che inizialmente era un campione di settantacinque litri di coltura liquida. Quando analizzato, questo materiale, che ha preso la forma di una massa fibrosa, ha esibito lo stesso rapporto azoto/fosforo del DNA. Avery ei suoi colleghi hanno trattato il materiale con più enzimi per garantire l’assenza di proteine e acido ribonucleico, o RNA., Il prodotto risultante, quando testato su batteri R, ha mantenuto la sua proprietà trasformante. Tuttavia, quando hanno aggiunto enzimi di digestione del DNA in esso, ha perso questa proprietà. Avery ha concluso che il DNA era il materiale che ha causato la trasformazione ereditabile di Griffith in pneumococco. Questa scoperta implicava che il DNA era il materiale dell’eredità genetica.
Anche se Avery divenne un membro straniero della Royal Society di Londra entro un anno dalla pubblicazione del suo articolo, molti scienziati non accettarono immediatamente il DNA come materiale genetico., I critici sostenevano ancora che la proteina era il materiale per l’ereditarietà e suggerivano altre spiegazioni per i fenomeni osservati da Avery e dai suoi colleghi, come ad esempio che tracce di proteine contaminavano il DNA, che la trasformazione da parte del DNA avveniva solo nei batteri, o che il DNA era semplicemente un agente che causava mutazioni genetiche. Tuttavia, i lavori successivi confermarono le scoperte di Avery, MacLeod e McCarty. Nel 1945, Avery ricevette la Medaglia Copley dalla Royal Society di Londra e nel 1947 ricevette il Lasker Award., Gli scienziati che vincono il premio Lasker spesso ricevono il premio Nobel subito dopo. Nel caso di Avery, la previsione del Premio Lasker non era valida. Il premio Nobel Arne Tiselius ha detto che Avery era l’omissione più evidente dalla lista dei vincitori del premio Nobel. Avery si ritirò nel 1948 a Nashville, Tennessee, dove morì di cancro al fegato all’età di settantotto anni il 20 febbraio 1955.
La ricerca di Avery in batteriologia e immunologia ha permesso studi molecolari nella genetica dello sviluppo., L’identificazione del ruolo del DNA nella trasformazione batterica da parte di Avery, MacLeod e McCarty ha in parte accelerato e intensificato gli studi sul DNA a metà del ventesimo secolo. La loro scoperta influenzò lavori successivi come gli studi sulla composizione della base del DNA di Erwin Chargaff tra il 1949 e il 1953, i risultati sperimentali di Alfred Day Hershey e Martha Cowles Chase del 1952 sul ruolo del DNA nella riproduzione dei virus e la modellazione della doppia elica del DNA di James Watson e Francis Harry Compton Crick nel 1953., Nei decenni successivi, l’accettazione del DNA come materiale genetico ha portato alla ricerca sulla struttura del DNA, sui meccanismi di conservazione ed espressione delle informazioni nel DNA e sulla base genetica dei processi di sviluppo.