|
PCR（聚合酶鏈反應(yīng)，polymerase chain reaction）在現(xiàn)代分子生物學(xué)分析和遺傳學(xué)中具有不可撼動的根本性基石地位。它與分子克隆和DNA序列分析幾乎構(gòu)成了整個分子生物學(xué)的基礎(chǔ)部分。在現(xiàn)代生物科技中，它的應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了方方面面，包括農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、法學(xué)、食品科學(xué)等等。 PCR技術(shù)，這樣一個推動人類生物科學(xué)進步的里程碑技術(shù)，它和所有人類偉大的發(fā)現(xiàn)與發(fā)明一樣，是在漫長的文明科學(xué)技術(shù)積累下，在某個時間點，由一場看似偶然乍現(xiàn)的絢爛思想火花迸發(fā)而生。 最初種下過PCR技術(shù)思想的種子是一位生物學(xué)巨匠——美籍印裔科學(xué)家，發(fā)現(xiàn)了遺傳密碼而被譽為基因合成的奠基人的哈爾·葛賓·科拉納（H Gobind Khorana） 這樣超前的關(guān)于核酸體外合成的設(shè)想幾乎將PCR的雛形呼之欲出了，但可惜的是，這畢竟是“超前”的想法，當(dāng)時的科技暫無法支撐其設(shè)想——尤其是熱穩(wěn)定DNA聚合酶尚未被發(fā)現(xiàn)，這至關(guān)重要的技術(shù)缺失，導(dǎo)致這個設(shè)想暫時被埋沒。 直到1983年的春天，一個正在嗑藥飆車的Cetus公司的無節(jié)操職員——穆利斯突然迸發(fā)出了要做出一個擴增DNA技術(shù)的想法。 穆利斯很快開始了實干，在初步實驗中提出循環(huán)復(fù)制和兩個引物系統(tǒng)的方法。 經(jīng)歷了許多的探究和失敗，他在1984年春，擴增人beta珠蛋白基因的58個堿基對，這在當(dāng)時被穆利斯認(rèn)為取得了偉大的成功，但是PCR技術(shù)并未真正成型。然而1984年的6月，一場穆利斯個人的人際關(guān)系危機卻成為了PCR技術(shù)的轉(zhuǎn)機。 由于穆利斯的生活太過不（Sao）羈（Qi），在他與公司從總裁到同事屢屢鬧大矛盾并做出傷風(fēng)敗俗之事之后，Cetus公司在對穆利斯處理意見大會中重新審視了穆利斯和他的實驗。但最終還是沒有解雇他，相反，還給他提供了團隊及相應(yīng)支持，但必須在限期一年內(nèi)研發(fā)出PCR技術(shù)。 這種事看起來確實不可思議，荒唐行徑并沒使穆利斯失去參與研究的權(quán)利，反而得到注重與支持。正是在這種高壓之下，天才再次綻放。 在Cetus公司研究員們的共同努力之下，穆利斯團隊在1984年11月正式完成了全世界第一個PCR實驗，將一個49bp的DNA片段進行了10次PCR循環(huán)的復(fù)制擴增。PCR技術(shù)橫空出世！ 于是乎，一條關(guān)于PCR技術(shù)改進的時間線也就此形成： 當(dāng)人力和物力都得到解放時，PCR技術(shù)遵循著歷史規(guī)律開始了高速而蓬勃的發(fā)展。而同時，歷史給了PCR之父他應(yīng)有的勛章——1993年，穆利斯被瑞典皇家科學(xué)院授予諾貝爾化學(xué)獎。 當(dāng)現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)逐漸完備，成型的PCR技術(shù)開始繁衍出大家庭，應(yīng)人類的更高需要和不同探究方向，PCR技術(shù)種類日新月異，其應(yīng)用范圍也逐漸擴大到方方面面，例如： 人們已不再滿足于不可視的PCR操作了，于是在PCR反應(yīng)體系中加入同位素或者熒光素標(biāo)記的熒光基因，利用電子信號檢測和計算機科學(xué)，可以實時地監(jiān)控PCR。 為了克隆已知序列旁側(cè)的位置序列DNA片段，反向PCR技術(shù)應(yīng)運而生，酶切DNA片段后鏈接為環(huán)狀DNA分子，利用與已知序列兩端特異性結(jié)合的兩個3'端相互反向的引物，以環(huán)狀DNA為模板即可擴增環(huán)狀DNA分子上的未知片斷。 除了由DNA片段進行PCR擴增，逆轉(zhuǎn)錄PCR還可以以其中的mRNA作為模板，采用Oligo(dT)或隨機引物利用逆轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄成cDNA。再以cDNA為模板進行PCR擴增。 當(dāng)PCR技術(shù)的種類漸漸繁多后，也大量應(yīng)用于分子生物學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。另一方面，PCR技術(shù)也與社會生活息息相關(guān)，在各行各業(yè)的發(fā)展中也逐漸留下了它的足跡。 PCR技術(shù)被用于刑偵工作，很多兇案現(xiàn)場兇手會留下DNA信息，但僅憑現(xiàn)場留下的DNA數(shù)量做身份鑒定還是不夠，這時往往都會利用PCR技術(shù)對DNA進行體外復(fù)制，然后再進行鑒定。 在病原體的檢測中，許多病原體已經(jīng)有相應(yīng)的PCR檢測試劑盒，它能高效率、敏感地找出潛伏病毒的存在，使醫(yī)務(wù)工作者能及時得到準(zhǔn)確的判斷。 在我們的迫切關(guān)注的日常食品安全中，PCR技術(shù)也會對食品中的有害微生物進行探查。 結(jié)語：如今的世紀(jì)是生物的世紀(jì)，在基因編輯嬰兒誕生的那一刻起，人們對分子生物學(xué)的探究產(chǎn)生了新的聚焦，而PCR技術(shù)成為人類奔向未來的巨型車輪，大量重大的成果都將由它做最基礎(chǔ)的承載。而其本身也并非是一成不變的，它每一次成長將開啟一個新的領(lǐng)域篇章，聯(lián)系著過去和未來。 |
|
|
