詹姆斯·沃森(上)和弗朗西斯·克里克(下) 图片来源:wikipedia
1956年,美国生物化学家亚瑟·科恩伯格(Arthur Kornberg)发现了第一个DNA聚合酶。人类得以窥视复杂的DNA复制机制,PCR无限扩增的原理就是建立在此之上:复制DNA需要先打开DNA双螺旋,并保持其打开状态,接着在酶的作用下合成新的DNA,最后再去除引物,并将所有片段连接在一起。1959年,科恩伯格被授予诺贝尔生理学或医学奖。
亚瑟·科恩伯格 图片来源:wikipedia
20世纪60年代初,印度裔美国生物化学家哈尔·葛宾·科拉纳(H. Gobind Khorana)在破译遗传密码子方面取得了重大进展。除此以外,他还开发了许多合成寡核苷酸所需要的技术,寡核苷酸对于PCR至关重要,常被用作DNA聚合酶的引物。1968年,科拉纳被授予诺贝尔生理学或医学奖。
哈尔·葛宾·科拉纳 图片来源:wikipedia
1971年, 科拉纳和他的学生谢尔·克莱普(Kjell Kleppe)在Journal of molecular biology杂志发表的论文中,首次提出“使用DNA聚合酶进行修复合成”的概念,这也被视为PCR技术的早期构想。
1969年,美国微生物学家托马斯·布洛克(Thomas D. Brock)从黄石国家公园的大棱镜温泉中分离出一种全新的嗜热菌Thermus aquaticus,它们能在85℃以上的温泉里生存。
1976年,中国台湾的女科学家钱嘉韵在辛辛那提大学生物系读研期间,从这种嗜热菌中提取了能够耐高温的Taq聚合酶,这种酶后来被用于取代不耐高温的大肠杆菌DNA聚合酶,大大简化了PCR工作。