ראשית כל יש להבין את מסלול חייו של פאג' ליזוגני:
ראשית מתרחשת ספיחת המטען הגנטי של הפאג' אל תוך גוף החיידק; לאחר מכן, גנום הפאג' עובר אינטגרציה עם גנום החיידק, ונותר שם ללא פעילות מסוימת. לאחר זמן מה, או תחת תנאי עקה שונים, יכול לצאת הפאג' מן הדנ"א של המארח, ולעבור למסלול ליטי – סינתזה של פאג'ים חדשים והתפרצותם החוצה מן התא אגב ביצוע
ליזיס והריגת החיידק.
ב,1921- טרם היה ידוע המנגנון ותכונת הליזוגניות יוחסה לחיידקים המארחים, שכן הובחן שזני חיידקים אלו יכולים להוביל לליזיס של חיידקים אחרים. זאת הובחן לאחר בידוד זנים של חיידקים
אשר יצרו פאג'ים בלי שהודבקו בהם לפני כן.
1929 – עולה הטענה כי ישנה תכונה בשם ליזוגניות, והיא באה לידי ביטוי ב0.1% מן האוכלוסייה. טענה זו זכתה בספק רב והחוקרים הואשמו שלא ביצעו את הניסויים בסביבה סטרילית מספיק וכי
פאג'ים חיצוניים חדרו לניסוי.
בני הזוג וולמן מעלים את ההשערה כי פאג'ים הם למעשה hereditary “materialized
,properties” כלומר יצירת הפאג'ים על ידי החיידקים היא תכונה תורשתית וקשורה בחומר הגנטי. המודל בו בחרו היה megaterium ,Bacilus חיידק גדול מאוד יחסית, מכיוון שרצו לבצע תצפיות על חיידק בודד (שימוש במכשיר הנקרא מיקרומניפולטור,) שכן זו היא שיטה יעילה כאשר מדובר
באירועים נדירים אשר יבלעו בגידול תרבית.
הזוג נספה בשואה ואת עבודתם המשיך אנדרה לווף, ובהמשך בנם אלי וולמן.
הניסוי:
לווף שם חיידק מגטריום אשר בודד כבר לפני ואופיין כליזוגני, בתוך טיפה והתבונן בו גדל. לאחר שהחיידק התחלק, לקח את החיידק שהתחלק והעבירו לטיפה חדשה; את הטיפה הישנה זרע על מצע של חיידקים הרגישים לפאג,' על מנת לבדוק האם בטיפה ישנם פאג'ים. לאחר 19 חזרות של ניסוי זה, החיידק אשר
היה בטיפה נעלם – ולאחר שזרע את הטיפה על מצע,
התקבלו הרבה פלאקים – סימן לקיומם של פאג'ים.
לווף מסיק שמדובר במאפיין גנטי בחיידק ומכנה אותו .prophage מעלה השערה כי תנאי הגידול משפיעים על יכולת הליזוגניות, ולאחר מס' בדיקות מגלה שכאשר מאיר על תרבית נוזלית של חיידקים בUV- למס'
שניות, לאחר זמן מה כולם מתים, וכי הנוזל כעת מכיל הרבה מאוד פאג'ים.
אז כיצד מתקבלים חיידקים ליזוגניים? הדבקה של תרבית חיידקים בפאג' "מתון" – כלומר פאג' שבדר"כ מתנהג כליטי, אך לעיתים יכנס למסלול ליזוגני בתוך חיידק מארח. מופע אופייני לתופעה זו הוא פלאקים
עכורים – שכן בפלאקים אלו קיימים מס' חיידקים ששרדו את ההתקפה, עקב כך שנכנס אליהם פאג.'
לחיידקים ליזוגניים מס' תופעות:
.1 חיידקים ליזוגניים חסינים בפני הדבקה של פאג'ים אחרים מאותו זן או קבוצת חסינות.
.2 הפרופאג' אחראי על החסינות – הרחקתו )curing( מבטלת אותה.
אסתר לדרברג בודקת ליזוגניות באי קולי שלה )K12( על ידי הקרנה ב,UV- ואכן גם הם לאחר זמן מה
עוברים ליזיס, מכנה את הפאג' החדש והלא מוכר הזה .λ
שאלה: האם הדנ"א הנגיפי מחובר associated) (effectively לכרומוזום החיידקי?
אסתר מבצעת curing (סילוק הגנום הפאג'י מן הדנ"א החיידקי) כדי שיהיו ברשותה K12 ליזוגנים ולא ליזוגנים ומבקשת לבדוק האם תוכל להבחין בתאחיזה של הגנום הפאג'י לסמן גנטי הממוקם בסמיכות אליו
תוך שימוש בחיידקים עם λ וללא .λ
מבצעת 3 סוגים של הכלאות עם תוצאות שונות בכל אחת:
.1 ראשית מבצעת הכלאה של תורם לא ליזוגני עם מקבל ליזוגני. התוצאה היא רקומביננטים כאשר חלקם אינם ליזוגנים, והיא מגלה שרקומביננטים אלו גם עברו רקומבינציה בגן האחראי על פירוק
גלקטוז. הסיבה לכך שהפרופאג' מצוי בתאחיזה לגן זה, וכאשר מתרחשת רקומבינציה מקטע
הפרופאג' במקבל יכול "להשלף החוצה" שכן אין לו רצף הומולוגי במקטע המגיע מן התורם.
.2 הכלאה נוספת בין תורם ליזוגני למקבל לא ליזוגני – מתקבלים מעט מאוד רקומביננטים, כאשר אף
אחד מהם הוא לא ליזוגני.
.3 תורם ליזוגני למקבל ליזוגני – מתקבלים רקומביננטים שהם נשארים ליזוגנים.
אסתר לא מבינה מדוע אין פרופאג' בהכלאה
השניה. וולמן וג'קוב מנסים לתת מענה – עוברים לעריכת ניסויים עם K12 שכן מאפשר
מניפולציות גנטיות באמצעות קוניוגציה. מקבלים תוצאות זהות לשאלה, וגם הם לא בטוחים מדוע מתקבלות התוצאות שמתקבלות
בהכלאה השניה.
וולמן משער שאולי אם ישתמש בזן ,HfrH אשר יש לו יעילות רקומבינציה גבוהה, יתכן ויוכלו להבחין ברקומביננטים ליזוגניים בהכלאה בין תורם ליזוגני ומקבל לא ליזוגני. ערכו את ההכלאות באופן זהה עם זן
,Hfr אך התוצאות נשארו זהות ועדיין כאשר התורם ליזוגני והמקבל אינו – לא מתקבלים רקומביננטים.
כעת, הם רוצים לבדוק האם מתקבלים רקומביננטים, ובנוסף האם מתרחשת אינדוקציה של הפאג' בכל אחד
מן המקרים:
הניסוי: נלקחו ההכלאות אשר בוצעו בניסויים הקודמים, ובוצעה הכלאה בתוך מבחנה. לאחר מכן את המבחנה העבירו בצנטריפוגה, כאשר תאי החיידקים הצטברו בתחתית (פלט,) והנוזל העליון הכיל את כל יתר החומרים בתמיסה (סופ.) המטרה: אם התרחשה אינדוקציה, המשמעות היא שחיידקים עברו ליזיס וכעת
בסופ נצפה לקבל הרבה מאוד פאג'ים. לאחר מכן את הפלט זרעו על פלטה סלקטיבית לאיתור רקומביננטים,
ואילו את הסופ בדקו על מצע LB ובו חיידקים, על מנת לראות אם נוצרים פלאקים.
תוצאות: בכלל ההכלאות מתקבלים
רקומביננטים כמקודם, ולא מתקבלים פלאקים כלל – כלומר בהכלאות 1 ו3- אין פאג'ים בתמיסה. אך, בהכלאה ,2 כמקודם לא מתקבלים רקומביננטים, אך מתקבלים
הרבה פלאקים.
