PCR技术的诞生

20世纪70年代，DNA克隆技术已获得飞速的发展，核酸的杂交技术特别是DNA的杂交技术，已成为检测目标DNA序列的一个强有力的方法。到80年代中期，已经能利用体外合成系统高效地合成DNA，同时DNA的化学合成技术也获得了发展，但是这些工作不仅烦琐，而且成本高，所以当时对DNA克隆和鉴定的研究不仅需要精密的实验方案，而且需要很好的运气。因此，分子生物学的研究迫切需要一种更简单、更有效的方法来降低基因合成的工作量。Korana等于1971年最早提出核酸体外扩增的设想，即“经过DNA变性，与合适的引物杂交，用DNA聚合酶延伸引物，并不断重复该过程便可克隆tRNA基因”。但是，由于测序技术及寡聚核苷酸引物的合成技术尚处在不够成熟的阶段，耐热的DNA聚合酶尚未报道，因此，Korana等的想法被认为是不切实际的，并很快被人忘却，直到后来Kary Mullis及他Cetus公司的同事们把这一想法付诸实践。

Kary Mullis原本是要合成DNA引物来进行测序工作，但却常为没有足够多的模板DNA而烦恼。根据Kary Mullis的回忆，那是在一个夜晚，他灵感突现：利用添加两条引物实现无限扩增DNA片段。1983年9月中旬，Mullis在反应体系中加入DNA聚合酶后在30℃一直保温。结果第二天在琼脂糖电泳上没有看到任何条带。于是他认识到有必要用加热来解链，每次解链后再加入DNA聚合酶进行反应，依次循环。1983年12月16日，他终于看到了被同位素标记的PCR条带。但是，Klenow酶具有热不稳定性，每个循环都需要补加酶，PCR还无法实现自动化，此时的PCR还是一个中看不中用的技术。1986年6月，Cetus公司纯化了第一种高温菌DNA聚合酶（Taq DNA polymerase），到了1987年，自动化的热循环仪的使用，使得PCR技术真正成为一项实用的技术。但是这一技术成果被Roche公司的专利所控制，昂贵的Taq DNA聚合酶的价格限制了PCR技术的应用范围，连科研工作也不例外。一年后，Roche公司才大大降低了其价格，使得PCR技术能广泛应用于分子生物学研究领域，公司自身也获得了发展。由PCR衍生的分子生物学技术更是不断地涌现，为此，Kary Mullis以发明PCR技术获得了1993年的诺贝尔化学奖。

PCR技术并不是一开始就被所有的人接受的，它带来了不少的争议，究竟是一个发现还是一个发明的争议也持续了很久。同时PCR的出现使得过去对DNA的研究需要灵感和幸运，变成现在只需要一点试剂和一台热循环仪器，许多人因此突然变得如此笨拙，就像马车突然驶进高速公路的快车道而无所适从。有人甚至认为，PCR让分子生物学的研究变得索然无味，毫无创造力和想象力。

Kary Mullis认为，无论PCR是一个发明，还是一种技术，PCR都变成了可操作的实验系统，变成了一项成熟的技术，后者又上升成为新的概念。PCR并没有改变基因操作的本质，只是让我们在更广的范围内更快、更容易地进行基因操作。不管怎样，PCR技术给基因的分析和研究带来了一次革命性的技术大转变，也给人类文明带来一场“革命”。