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站在巨人的肩膀上 沉痛悼念PCR之父

作者: 发布时间:2019-08-14 11:06

有人说,生命科学分为两个时代:一个没有PCR,一个有PCR。

虽然略显夸张,但这也反映了生命科学研究人员对这项划时代技术的认可,作为一项革命性的技术,PCR技术极大的推动了分子生物学的发展。

然而,天妒英才!2019年8月7日,PCR技术的发明人——凯利·穆利斯(Kary B. Mullis)因病与世长辞,享年74岁。

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凯利·穆利斯

凯利·穆利斯于1985年发明PCR技术,并推出了第一台热循环PCR仪。穆利斯也因此获1993年诺贝尔化学奖。

PCR技术的划时代意义

PCR技术,即聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction),是一种核酸体外扩增技术。类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物,通过反复进行变性--退火--延伸三个基本反应步骤,使DNA量呈指数上升。这样使待研究目的基因在数小时内扩增十万甚至数百万倍,人们可从一根毛发、一滴血、甚至一个细胞中扩增出足量的DNA供分析研究和检测鉴定。

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PCR扩增原理过程

过去几星期才能做到的事情,用PCR几小时便可完成。所以,PCR技术是生物医学领域中的一项革命性创举和里程碑。

伟人已去 PCR技术还在延续

凯利·穆利斯的一生充满了传奇与争议,但他留下的孩子——PCR技术将一直照耀和指引后人前进的方向。

根据PCR原理,研究人员在PCR技术的基础上不断进行创新和改进。至今,PCR技术已经更新至第三代技术。

第一代PCR技术:标准PCR仪也叫做终点PCR仪,是指目的基因仅经过预变性、变性、退火、延伸阶段产生大量的核酸序列的PCR仪,PE-Cetus公司推出的世界上第一台PCR自动化热循环仪属于此种。根据PCR退火温度和扩增条件(细胞内/外),标准PCR又可以分为三类:普通PCR、梯度PCR和原位PCR。

第二代PCR技术:qPCR,实时定量PCR,是指在PCR反应体系中加入能够指示DNA片段扩增过程的荧光染料(SYBR Green等)或荧光标记的特异性的探针(TaqMan Probe等),在普通PCR仪设计基础上增加荧光信号激发和采集系统和计算机分析处理系统,形成了具有荧光定量PCR功能的仪器,通过对PCR过程中产生的荧光信号积累实时监测整个PCR过程,再结合相应的计算机软件对所获得的荧光信号数据进行分析,计算待测样品特定DNA片段的初始浓度。

第三代PCR技术:dPCR,数字PCR。 不同于qPCR 对每个循环进行实时荧光测定的方法,数字 PCR 技术是在扩增结束后对每个反应单元的荧光信号进行采集。是一种基于PCR反应(聚合酶链反应)的单分子绝对定量技术。

今天,朋友圈都在悼念这位伟大的生物学家,感慨其充满传奇和争议的一生。但我想,当这位年迈的学者看到自己发明的PCR技术在不断精进和发展、PCR技术在生命科学领域的重要作用, 定是感到无比欣慰的。

伟人已逝,但这颗恒星将永远闪耀夜空。传承和发展是最好的悼念,科学发展日新月异,或许第四代、第五代PCR技术已在路上,我们拭目以待。

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