PCR的提出和發(fā)展

一、起源

PCR的發(fā)明人，一般認(rèn)為是穆里斯(K. Mullis)，他也因此獲得了1993年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。穆里斯在好些寫作中，包括1990年在《科學(xué)美國(guó)人》上的一篇文章，及1998年的自傳《心靈luo舞》(Dancing Naked in the Mind Field)，都曾提到PCR這個(gè)構(gòu)想的起源。然而，PCR從構(gòu)想到實(shí)現(xiàn)，真的就是穆里斯一人之功嗎?PCR究竟是在什么樣的環(huán)境下誕生的呢?

穆里斯的出身是生物化學(xué)家，1972在加州大學(xué)伯克利分校取得博士學(xué)位，專長(zhǎng)有機(jī)合成。一早他就表現(xiàn)出桀驁不馴的性格，在那嬉皮的年代，吸食自制的迷huan藥不算太稀奇，穆里斯也樂于此道。更讓人難以想象的是，他在經(jīng)歷迷huan藥之旅的過程中，居然想出了某個(gè)解釋大爆炸宇宙學(xué)的理論，寫了出來投稿到《自然》周刊，居然登了出來。他也因此通過了博士資格考試，因?yàn)橛形恼掳l(fā)表在《自然》周刊的教授已然不多，學(xué)生更是少見。至于他的博士論文，也是用"帶點(diǎn)幽默的口語化寫成"(穆里斯自己的說法)，要不是寬容的指導(dǎo)老師幫他講話，只怕要重寫。

1983年春天的一個(gè)周五晚上，穆利斯開車帶著女友前往鄉(xiāng)間度周末。在蜿蜒的鄉(xiāng)間公路上開著車，一段DNA反復(fù)復(fù)制的景像，在他的腦海里冒了出來。

事實(shí)上，DNA復(fù)制起始于DNA的解鏈，只需要通過加熱讓雙鏈DNA變?yōu)閱捂淒NA，然后再添加和單鏈DNA末端相結(jié)合的引物DNA，這樣就開始了復(fù)制的過程，因此，只需要人為的給予其一些條件，就可以讓DNA在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下由1個(gè)變?yōu)?個(gè)、2個(gè)變?yōu)?個(gè)……從而大量地復(fù)制擴(kuò)增!這些關(guān)于PCR雛形的想法讓穆利斯興奮不已，整個(gè)周末，山間小屋的全部紙片都被他用來打草稿了。

1983年8月，穆利斯第一次正式地將他所設(shè)想的PCR方法原理在公司里作了展示，但是穆利斯的設(shè)想并沒有得到大家的認(rèn)同。經(jīng)過幾個(gè)技術(shù)員和穆利斯反反復(fù)復(fù)地調(diào)整實(shí)驗(yàn)條件，直到1984年11月，他們第一次獲得了可信的結(jié)果，接下來，日裔技術(shù)員才木的加入使得PCR的結(jié)果更加干凈漂亮，毋庸置疑!1986年5月舉行的“人類分子生物學(xué)"專題研討會(huì)，在這次大會(huì)中，穆利斯在很多分子生物學(xué)界quan威面前第一次報(bào)道了PCR的原理和實(shí)際應(yīng)用結(jié)果，向世人建立了其PCR發(fā)明人的印象。

二、發(fā)展階段

1988年，塞凱等從溫泉中分離的一株水生嗜熱桿菌中提取到了一種耐熱DNA聚合酶，將該來源的聚合酶用在PCR之后的結(jié)果讓大家欣喜若狂，此酶不僅耐高溫，熱變性時(shí)不會(huì)被鈍化，不必在每次擴(kuò)增反應(yīng)后再加新酶，并且大大地提高了擴(kuò)增片段的特異性和效率，靈敏度也大大提高。此酶被命名為TaqDNA多聚酶。這也就是現(xiàn)在PCR技術(shù)所常使用的酶。

三、現(xiàn)階段

到如今2013年，PCR已發(fā)展到第三代技術(shù)。1976年，中國(guó)科學(xué)家錢嘉韻，發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定的Taq DNA聚合酶，為PCR技術(shù)發(fā)展也做出了基礎(chǔ)性貢獻(xiàn)。直到后來自動(dòng)熱循環(huán)儀的發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了PCR的快速擴(kuò)增、自動(dòng)化，才使得PCR廣泛地應(yīng)用起來 。

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