靈光一閃PCR：科學史上的今天：4/8

聚合酶連鎖反應(PCR)簡要流程。圖／wikipedia

1983 年的今天，美國的生化學家穆利斯(Kary Mullis, 1944－) 從位於舊金山灣區的公司下班後，載著也是化學家的女友珍妮佛沿著蜿蜒山路開往紅杉區，準備在林中小屋度過周末。他四年前才來Cetus 公司從事DNA 的大量合成複製，這雖然是種苦力的工作，但他還是甘之如飴，畢竟這可比前一個殺鼠取腦的工作有趣多了。

不過他還是不時在想難道沒有更好的辦法嗎？現在的做法得先用限制酶剪開DNA，取得想要的片段，然後用連接酶將此片段插入質體，接著再將質體送入大腸桿菌細胞中，等大腸桿菌大量繁殖後，再從中分離純化出所要的DNA 片段。整個過程繁瑣耗時又效率不佳。

車燈照著漆黑的路面，身旁的女友已熟睡，穆利斯的腦袋繼續想著這個問題。突然一個絕妙的想法逐漸成形：DNA 交纏的雙股在高溫下會分開，稍微降溫後加入事先準備好的「引子」；引子是短短的單股DNA，其序列恰與目標片段的首尾兩端互補，所以會黏結到這兩個位置，就像用括弧把句子前後括弧起來。於是我們有了兩個單股的DNA 模板，此時再放進DNA 聚合酶，使DNA 材料結合到模板上，結果就形成兩個與目標片段一模一樣的DNA。如此繼續如法炮製下去，所要的DNA 就會2、4、8、16、??不斷地倍增，兩小時之內就可以得到上億個DNA！

穆利斯興奮地把車停到路邊，顧不得會吵醒珍妮佛，彎身從她前面的置物箱中找出紙筆，將整個步驟寫下來。於是一個從此改變生物科技產業的發明於焉誕生，這個稱為「聚合酶連鎖反應」(Polymerase Chain Reaction, 簡稱PCR)的方法大幅縮短合成DNA 所需的時間，還能做到自動化，從此即使只有一點點DNA 樣本，也能輕易大量複製以供各種實驗，從生物學、醫學、藥物研發、遺傳學，人類學到犯罪學都因此受益而突飛猛進。紐約時報如此比喻它的重要性：「生物學從此分為前PCR 時期與後PCR 時期。」穆利斯也因此獲得1993 年的諾貝爾化學獎。

如果是電影，此時應該就打上「The End」；不過若是傳記電影，通常還會在片尾打出字卡，交代主角後來如何。那麼穆利斯後來呢？呃──我只能說他越來越不像科學家。他不相信艾滋病與HIV 病毒有關、不相信臭氧層破洞與氣候變遷，他認為這些都是環保份子、科學家與政府機構為了自身利益編出來的謊言。但他倒是相信占星學、相信迷幻藥令他心智大開，甚至宣稱他曾在那間林中小屋遇見外星生物。

另一方面，這也不是有著快樂結局的愛情電影。見證他靈光一閃的歷史時刻的女友珍妮佛在當年年底就離開他了。他想必受傷很深，才會在十年後的諾貝爾獎頒獎典禮上致辭時，最後幾分鐘都在回憶當時失去她的痛苦，「PCR 時代將臨的甜美氣息也無法取代珍妮。我那時非常寂寞。」這是他最後的結語。

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