PCR 小歷史 - 分生技術之始祖

如果要問分子生物學各種實驗技術中,哪一項是最基本也最重要的技術,眾多的答案之中,想必一定少不了 PCR 這個答案,PCR (Polymerase Chain Reaction) 的中文是聚合酶連鎖反應,如同它的名稱一樣,此種技術可於生物體外將 DNA 模板進行一連串連鎖複製反應,達到 DNA 增幅的目的,現在無論是基因體學、遺傳學、生物工程、甚至基因定序等,無一不和 PCR 技術息息相關,可以說是分子生物學發展的立基點之一也不為過。


Har Ghobind Khorana

不過您知道嗎,PCR 的技術其實早在 1970s 年就由哈爾·葛賓·科拉納 (Har Ghobind Khorana) 和他的同事想出類似的理論,不過礙於當時技術的不純熟,Primer (引子) 合成及耐熱聚合酶等皆未發展出來,所以此理論很快地就被遺忘。

Kary Mullis

直到15年後,Cetus Corporation研究機構中的凱利·穆利斯 (Kary Mullis) 及其同事正式將 PCR 技術進行實證,完成在細胞體外 (in vitro) 使用大腸桿菌的第一型聚合酶中的克列諾片段 (Escherichia coli DNA polymerase I Klenow fragment),成功地將 single-copy 的哺乳動物基因進行增幅 (Saiki et al. 1985; Mullis et al. 1986; Mullis and Faloona, 1987) ,這也是 PCR 真正被發展出來及正名的開始。

起初 PCR 的實驗技術還不夠成熟,酵素在增幅 DNA 的時候效能不佳,然而隨著1988年從水生棲熱菌 (Thermus aquaticus, Taq) 中發現其耐熱聚合酶 (thermostable polymerase) 並將之用於 PCR 實驗 (Saiki et al. 1988),

正式為了 PCR 的技術開啟一扇新的大門,此耐熱聚合酶即是我們現在常聽到的 Taq polymerase,也因為耐熱聚合酶的使用,PCR的實驗才得以開始朝向自動化發展,直到今日,PCR 反應儀已經隨處可見,PCR也成為許多研究發展的根基,更是分子生物學實驗室中不可或缺的一項技術。

Source :
  1. Molecular cloning--Laboratory manuals 3rd
  2. Wikipedia : Polymerase chain reaction
  3. The History of PCR (http://siarchives.si.edu/research/videohistory_catalog9577.html)
  4. Roche and PCR: A Monumental Scientific Discovery
  5. (http://molecular.roche.com/pcr/Pages/History.aspx)

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