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PCR的提出和發(fā)展

閱讀:879      發(fā)布時間:2024-10-14
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一、起源

PCR的發(fā)明人,一般認為是穆里斯(K. Mullis),他也因此獲得了1993年的諾貝爾化學獎。穆里斯在好些寫作中,包括1990年在《科學美國人》上的一篇文章,及1998年的自傳《心靈luo(Dancing Naked in the Mind Field),都曾提到PCR這個構(gòu)想的起源。然而,PCR從構(gòu)想到實現(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家,1972在加州大學伯克利分校取得博士學位,專長有機合成。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,居然想出了某個解釋大爆炸宇宙學的理論,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,因為有文章發(fā)表在《自然》周刊的教授已然不多,學生更是少見。至于他的博士論文,也是用"帶點幽默的口語化寫成"(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。

PCR的提出和發(fā)展

事實上,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在實驗室環(huán)境下由1個變?yōu)?個、2個變?yōu)?個……從而大量地復(fù)制擴增!這些關(guān)于PCR雛形的想法讓穆利斯興奮不已,整個周末,山間小屋的全部紙片都被他用來打草稿了。

19838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同。經(jīng)過幾個技術(shù)員和穆利斯反反復(fù)復(fù)地調(diào)整實驗條件,直到198411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!19865月舉行的人類分子生物學"專題研討會,在這次大會中,穆利斯在很多分子生物學界quan面前第一次報道了PCR的原理和實際應(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,熱變性時不會被鈍化,不必在每次擴增反應(yīng)后再加新酶,并且大大地提高了擴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,中國科學家錢嘉韻,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。直到后來自動熱循環(huán)儀的發(fā)明,實現(xiàn)了PCR的快速擴增、自動化,才使得PCR廣泛地應(yīng)用起來 。

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