PCR的提出和发展
时间:2024-10-15 阅读:95
一、起源
PCR的发明人,一般认为是穆里斯(K. Mullis),他也因此获得了1993年的诺贝尔化学奖。穆里斯在好些写作中,包括1990年在《科学美国人》上的一篇文章,及1998年的自传《心灵luo舞》(Dancing Naked in the Mind Field),都曾提到PCR这个构想的起源。然而,PCR从构想到实现,真的就是穆里斯一人之功吗?PCR究竟是在什么样的环境下诞生的呢?
穆里斯的出身是生物化学家,1972在加州大学伯克利分校取得博士学位,专长有机合成。一早他就表现出桀骜不驯的性格,在那嬉皮的年代,吸食自制的迷huan药不算太稀奇,穆里斯也乐于此道。更让人难以想象的是,他在经历迷huan药之旅的过程中,居然想出了某个解释大爆炸宇宙学的理论,写了出来投稿到《自然》周刊,居然登了出来。他也因此通过了博士资格考试,因为有文章发表在《自然》周刊的教授已然不多,学生更是少见。至于他的博士论文,也是用"带点幽默的口语化写成"(穆里斯自己的说法),要不是宽容的指导老师帮他讲话,只怕要重写。
1983年春天的一个周五晚上,穆利斯开车带着女友前往乡间度周末。在蜿蜒的乡间公路上开着车,一段DNA反复复制的景像,在他的脑海里冒了出来。
事实上,DNA复制起始于DNA的解链,只需要通过加热让双链DNA变为单链DNA,然后再添加和单链DNA末端相结合的引物DNA,这样就开始了复制的过程,因此,只需要人为的给予其一些条件,就可以让DNA在实验室环境下由1个变为2个、2个变为4个……从而大量地复制扩增!这些关于PCR雏形的想法让穆利斯兴奋不已,整个周末,山间小屋的全部纸片都被他用来打草稿了。
1983年8月,穆利斯第一次正式地将他所设想的PCR方法原理在公司里作了展示,但是穆利斯的设想并没有得到大家的认同。经过几个技术员和穆利斯反反复复地调整实验条件,直到1984年11月,他们第一次获得了可信的结果,接下来,日裔技术员才木的加入使得PCR的结果更加干净漂亮,毋庸置疑!1986年5月举行的“人类分子生物学”专题研讨会,在这次大会中,穆利斯在很多分子生物学界quan威面前第一次报道了PCR的原理和实际应用结果,向世人建立了其PCR发明人的印象。
二、发展阶段
1988年,塞凯等从温泉中分离的一株水生嗜热杆菌中提取到了一种耐热DNA聚合酶,将该来源的聚合酶用在PCR之后的结果让大家欣喜若狂,此酶不仅耐高温,热变性时不会被钝化,不必在每次扩增反应后再加新酶,并且大大地提高了扩增片段的特异性和效率,灵敏度也大大提高。此酶被命名为TaqDNA多聚酶。这也就是现在PCR技术所常使用的酶。
三、现阶段
到如今2013年,PCR已发展到第三代技术。1976年,中国科学家钱嘉韵,发现了稳定的Taq DNA聚合酶,为PCR技术发展也做出了基础性贡献。直到后来自动热循环仪的发明,实现了PCR的快速扩增、自动化,才使得PCR广泛地应用起来 。
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