致敬：「PCR 之父」去世，世間又少了一個有趣的靈魂……

據報道，「PCR 之父」凱利?穆利斯（Kary Mullis）因肺炎去世，享年 74 歲，結束了他傳奇而又充滿爭議的一生。

圖片來源：thestate.com

PCR諸位應該都不陌生，這項技術可在短時間內將特定的 DNA 片段擴增數百萬倍。這項技術標誌著分子生物學的騰飛，徹底變革了生物化學、分子生物學、遺傳學、以及現代醫學。

這也是科研人最基本的實驗技能了，有件軼事就是柴繼傑剛到施一公教授實驗室做博後時，因為不會 PCR 而被吐槽。

圖片來源：thestate.com

斯人已乘黃鶴去，空留 PCR 在人間。緬懷的同時，筆者帶大家一起去回顧一下穆利斯博士充滿傳奇色彩的人生。

充滿傳奇色彩的 PCR 發現過程

PCR 發現之旅得要從 1983 年春天的一個夜晚說起。

穆利斯載著在 Cetus 公司工作時認識的女友從舊金山前往鄉下度過周末，汽車行駛在蜿蜒盤旋的 128 號公路上。

據穆利斯本人在其自傳《心靈裸舞》中回憶：

「那是在 1983 年的一天，我正開車疾馳在高速公路上。漸漸地，我的視線模糊了，思緒飄回到實驗室…… 突然，我好像看見 DNA 分子近在咫尺，藍色的、粉色的，都那麼鮮亮，糾纏在一起……」

圖片來源：biosearch

說人話就是，一個念頭出現在他的腦海中—— 擴增 DNA 片段時，如果同時添加兩條引物，分別擴增正義鏈和反義鏈，那麼只要引物足夠，豈不是可以無限循環地擴增下去！

如果按照穆利斯本人在自傳中的描述，PCR 技術的靈感或許源自他在嗑藥之後和女友的一次約會。

邊解決個人問題，邊達成學術成就，大佬操作真的學不來...

靈感迸發的穆利斯回到公司以後，在內部的科研會議上分享了自己的想法，但是並沒有多少同事對他表示認同。

而他和女友的愛情也走到了盡頭，實驗的進度也被嚴重拖後。

不過大佬就是大佬，收拾一番重新出發後。

1984 年，PCR 技術終於獲得成功，穆利斯成功擴增了一個 110bp 的人源蛋白基因片段。並發表了 Science 論文。

圖片來源：Enzoklop [CC BY-SA 3.0]

1993 年，凱利?穆利斯因發明聚合酶鏈鎖反應（PCR）而榮獲諾貝爾化學獎。穆利斯還在諾貝爾獲獎致辭中反覆提到當時分手的女友。

回顧經典PCR的技術

其特異性強，靈敏度高，方便快捷，對樣本純度要求也比較低。

PCR的反應體系

越簡單，越神奇，可以把複雜生物體內所做的事情，在體外只是用一些模板，酶之類，就完成了這一神奇操作，肅然起敬。

PCR創建過程

1985年，Kary Mullis在Cetus公司工作期間，發明了PCR。Mullis要合成DNA引物來進行測序工作，卻常為沒有足夠多的模板DNA而煩惱。

1983年4月的一個星期五晚上，他開車去鄉下別墅的路上,猛然閃現出「多聚酶鏈式反應」的想法。

1983年12月，Mullis用同位素標記法看到了10個循環後的49 bp長度的第一個PCR片段；

1985年10月25日申請了PCR的專利，1987年7月28日批准（專利號4,683,202 ），Mullis是第一發明人；

1985年12月20日在Science雜誌上發表了第一篇PCR的學術論文，Mullis是共同作者；

1986年5月，Mullis在冷泉港實驗室做專題報告，全世界從此開始學習PCR的方法。

1993年因發明聚合酶鏈鎖反應（PCR） [1] ，與邁克爾·史密斯（Michael Smith） [2] 分享諾貝爾化學獎[3] 。

PCR貢獻

DNA在細胞內的含量是極少極少的，經PCR將DNA擴增之後那邊可以做很多事情了：

01

科學研究

1）核酸的基礎研究：基因組克隆

2）不對稱PCR製備單鏈DNA用於DNA測序

3）反向PCR測定未知DNA區域

4）反轉錄PCR（RT-PCR）用於檢測細胞中基因表達水平、RNA病毒量以及直接克隆特定基因的cDNA

5）熒光定量PCR用於對PCR產物實時監控

6）cDNA末端快速擴增技術

7） 檢測基因的表達

02

分子診斷上的應用

1）感染性疾病的分子診斷

定性或定量的檢測致病微生物的核酸，已經用於病毒、細菌和寄生蟲感染的診斷，可判斷疾病是否處於隱性或亞臨床狀態。

2）單基因遺傳性疾病的基因診斷，PCR技術首次臨床應用是檢測鐮狀細胞和β-地中海貧血的基因突變。用FQ-PCR檢測各種珠蛋白基因表達差異，是地中海貧血診斷的有效手段。

3）多基因病的相關基因的診斷

4）腫瘤相關基因的分子診斷。癌基因的表達增加和突變，在許多腫瘤早期和良性的階段就可出現。PCR技術能準確檢測癌基因的表達量，可據此進行腫瘤早期診斷、分型、分期和預後判斷。

5）移植配型和法醫學上的應用，世界上絕大多數法醫 DNA鑒定實驗室主要工作就是應用STR-PCR分型檢驗技術進行個體識別、親權鑒定等工作。

本期編輯：Tony

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