欧易

欧易(OKX)

国内用户最喜爱的合约交易所

火币

火币(HTX )

全球知名的比特币交易所

币安

币安(Binance)

全球用户最多的交易所

这种捕捉生命密码的“利器”还能测出烤串是否正宗

时间:2022-09-13 23:16:21 | 浏览:803

诺贝尔奖得主、美国生物化学家凯利·穆利斯不久前去世,他发明的PCR扩增技术,将生物学划分为两个时代:PCR前时代和PCR后时代——一人声微,万人声振聋发聩。诺贝尔奖得主、美国生物化学家凯利·穆利斯所发明的PCR技术,正是通过“百万倍复制”的

诺贝尔奖得主、美国生物化学家凯利·穆利斯不久前去世,他发明的PCR扩增技术,将生物学划分为两个时代:PCR前时代和PCR后时代——

一人声微,万人声振聋发聩。

诺贝尔奖得主、美国生物化学家凯利·穆利斯所发明的PCR技术,正是通过“百万倍复制”的方法让DNA携带的生命密码发出振聋发聩的声音,帮助人们将其一一捕捉。

不久前,穆利斯的去世让人们回想起追逐DNA密码的艰难岁月,而PCR技术的发明给了人们解密“利器”,这也是为什么《纽约时报》评价这一技术的诞生将生物学划分为两个时代:PCR前时代和PCR后时代。

开车途中灵光闪现 1983年实现第一个PCR片段

“当我走到我的银色思域车前时,我感觉很虚弱。弗雷德(穆利斯的助理)、空试验瓶以及PCR时代的曙光都不能取代珍妮(穆利斯女友)。我感觉孤独。”据记载,穆利斯在诺贝尔奖获奖现场的演讲中这样说道。

穆利斯创新性的灵光一闪出现在深夜载女友开车的途中,这位有着艺术家气质的科学家想必也是在爱人的身上找到灵感的源泉。他意识到在将DNA双链高温解旋为单链后,可以用引物将需要的目标片段指数倍地扩增,在体外模仿体内的互补扩增过程。N次循环后,便可得到2n倍的DNA片段,用来进一步分析。

初期的PCR反应体系极端简陋、低效,且有诸多需要完善的地方。西安交通大学教授、天隆科技创始人彭年才讲道,后来其他科学家在黄石公园的温泉里,分离得到嗜热菌株,发现了耐热的DNA聚合酶,才大大提升了PCR的实验效率,更进一步促进了PCR技术的应用和商业价值。

秒表、水浴锅、提篮……构成了最初期的PCR操作系统,和现代高端的PCR仪有着天壤之别。“那时候根本谈不上自动,人工手动需要长时间地操作。”彭年才说,最初期的PCR反应并没有仪器,用一个装有PCR标本试管的提篮,用手工在不同温度的水浴箱中依次水浴,由于一整套反应所需要的反应体系以及温度并不相同,例如高温解链时需要95℃、引物“粘”上DNA链时则是58℃、而新链延长则需要72℃,因此每一阶段都需要换一个水浴锅,以维持化学反应得以进行。

标本在每个水浴箱中恒温的时间用秒表计时,然后移动,加上标本开盖暴露点样做电泳,因此难以控制液体污染、移动。

无论如何简陋和不精准,1983年12月,穆利斯用同位素标记法看到了10个循环后49bp长度的第一个PCR片段,这一“从0到1”的突破成就了后来的PCR时代。

发展经历3代 PCR仪检测DNA分子超灵敏

今年3月,国家重点研发计划“荧光数字基因扩增单分子检测仪”项目召开启动会。为解决我国高端科学仪器仍受国外制约的现状,国家重点研发计划设立了重大科学仪器设备开发重点专项,从顶层设计层面将我国的仪器做好,达到新水平,实现市场竞争力。

“根据穆利斯的发现形成的第一代PCR仪只能回答‘有无’的问题,即有没有某段DNA,但人们还想回答有多少的问题。”彭年才是国家重点研发计划的项目负责人,他介绍,PCR仪的发展目前经历了3代。

第1代PCR仪器由于有了变温器,消灭了水浴锅和人工转移等步骤,大大提高了效率,只需一次加入酶、引物、模板、缓冲溶液等就可以进行PCR反应;第2代PCR如实时荧光定量PCR,不仅回答有无,还想回答有多少即定量的问题,因此引入了荧光基团和感光元件,根据光强度进行实时、定量的检测分析;第3代的数字PCR,则将反应体系再进行微小分割,理论上要让每个微反应单元中只有单个DNA分子为模板就能实施扩增反应,实现超高灵敏度的核酸绝对定量检测,精确地探索生命体中DNA分子的情况。

PCR于1983年前后被发明,在穆利斯1993年获得诺贝尔奖之前,彭年才1991年前后就开始涉足研制中国自己的PCR仪,后续带领团队一直专注到今天。国家重点研发计划数字PCR项目启动会上,院士专家也曾评价道:在目前主流的2代PCR核酸检测产品方面,彭年才团队自主研发的产品以多样化解决方案和高品质高可靠的数据,成为疾病诊断和检测控制的保障设备,同时也广泛应用于食品安全领域食源性致病菌检测和生物医学科学研究。“中国自己的分子诊断仪器一度不被市场接受,有很多方面的原因,但改变人们对于国产仪器不耐用、不准确的印象或者偏见,必须靠自主研发和技艺的精进。”彭年才说。

“2014年西非埃博拉疫情期间,在国家科技部、国家药监总局和中国援外医疗队等的帮助下,我们在塞拉利昂疫区完成了348例疑似病例的临床研究,检出阳性标本166例。”彭年才说,中国的分子诊断仪器越来越多地在国际战场上崭露头角。

在3代PCR仪的角逐中,数字PCR还有诸多高技术和难点需要攻克,中国创新也在迎头赶上。科技部国家重点研发计划,对项目承担单位提出了要求,既要突破有针对性的核心技术,形成关键部件及样机,也要具有先进性,并达到一定市场占有率,接受市场的检验。

想吃正宗烤串 PCR能够测出是羊肉还是鸭肉

“目前,暂没有成熟的新技术能够取代PCR技术,它从原理上模拟了体内的生命过程,源于真实高于真实。”彭年才说,但现代的PCR解决方案,包括反应体系建立和核酸提取PCR试剂系统,以及包括光机电、自动化、计算机、热学等多个学科集合体的PCR仪器系统,在精度、广度和速度上实现了不断的超越。

三个维度的极限超越,将使得PCR技术的应用范围不断拓宽。“比如,夏天晚上你想吃点烧烤,却又疑虑这个羊肉串其实是鸭肉,这个鉴别的工作PCR技术当然能够胜任,PCR能够检测出羊肉相关的特异性基因片段,但我急等吃羊肉串,等不及啊,你能否在速度上有所突破?使PCR实验时间从小时缩短到数分钟,这就能更广泛地开辟应用新领域,相应也给科学家提出了新难题,从而也派生出快速PCR的新兴研究领域。”彭年才表示。

精度方面,在医疗领域的应用“眼里容不下半点沙子”,因此PCR应用初期的假阳性必须消除。随着技术的进步,通过反应体系的优化、实验室设计、PCR实验前后质控,以及仪器在精准高效的闭管操作、温控系统、科学合理的光学系统、软件系统等多方面的改进和突破,PCR仪器以及相关试剂盒均能够达到相关部门的医疗机构准入门槛。

据介绍,以PCR检测手段为代表的分子诊断目前已在医学检验、疫情防控、食品安全、检验检疫及法医鉴定等方面得到广泛应用,国家“十三五”规划等也出台政策,近年来中国市场每年以20%速率增长。近两年国家器审中心审批的分子诊断产品也越来越多。

除了对病原体、肿瘤等的检测,PCR应用还在探索新的领域。彭年才介绍,在高血压“看人给药”的精准诊断方面,PCR技术有了新的应用突破。“我们自主研发的高血压个体化用药荧光PCR熔解曲线法基因检测试剂,已经通过国家药监总局注册审批的,可以用标记探针检测高血压用药相关的七项基因突变指导五大类高血压用药。”彭年才解释,一种高血压药对不同的人疗效可能不同,PCR检测成本低、给报告快,可以找到患者最适宜的用药。

“现在PCR检测最快可1小时给出报告,但在很多领域还需多管齐下,更快给出诊断。”彭年才说,对于分子诊断高端设备来说,精度、广度、速度的极限突破将是自主创新者永恒的追求。张佳星

相关资讯

《生命密码3:瘟疫传》:解读生命密码,寻找与世共存的生存法则

#以书之名#我喜欢看一年四季的变化,特别是空荡荡的树枝开始冒出嫩芽最后长成大叶子的变化,总是能够让我感慨生命的奇迹!有时候我会想,如果这个世界真的有奇迹,那一定就是生命吧。不论是一年四季树叶的变化,还是人类从出生到成长,在我看来,这都是属于

生命密码一阶 破解生命密码

点击右上角【关注】打工是最危险的投资,私信回复“生命密码”,赠送您提升个人流年运势和自身的发展方向的资料。【生命密码】课程结合中国古老博大的【易经】和希腊数学家毕得歌拉斯的【数字理论】及西方科技的【统计学】,通过一个人的阳历出生年月日绘出您

名人生命密码揭秘1号性格,生命密码与塔罗星座并列为三大神秘学

生命密码计算方法:阳历出生日例如:1974年7月3日 1+9+7+4+7+3=31 尾数相加3+1=4 4就是生命数如果最后得到的数字为10 则1+0=1 为1号人物性格1号创造与自信1号 好强性格的特征1是阿拉伯数字的起始数字,也是一个

名人生命密码揭秘6号性格,生命密码与塔罗星座并列为三大神秘学

生命密码计算方法:阳历出生日例如:1974年7月3日 1+9+7+4+7+5=33 尾数相加3+3=6 6就是生命数如果最后得到的数字为10 则1+0=1 为1号人物性格6号忠诚远见6号 忠诚的性格特征6号男人是大多数女人所喜欢的,他们非常

名人生命密码揭秘9号性格,生命密码与塔罗星座并列为三大神秘学

生命密码计算方法:阳历出生日例如:2012年7月24日 2+0+1+2+7+2+4=18 尾数相加1+8=9 9就是生命数如果最后得到的数字为10 则1+0=1 为1号人物性格9号正直与智慧9号 成功——活泼豪放型性格9号的人是一个全面型的

名人生命密码揭秘7号性格,生命密码与塔罗星座并列为三大神秘学

生命密码计算方法:阳历出生日例如:1973年7月7日 1+9+7+3+7+7=34 尾数相加3+4=7 7就是生命数如果最后得到的数字为10 则1+0=1 为1号人物性格7号博学坦诚 7号 人缘-世故性格特征7号是世故型性格的人,顾名思义是

名人生命密码揭秘3号性格,生命密码与塔罗星座并列为三大神秘学

3号行动表达生命密码计算方法:阳历出生日例如:1974年7月3日 1+9+7+4+7+3=31 尾数相加3+1=4 4就是生命数如果最后得到的数字为10 则1+0=1 为1号人物性格3号 积极性格的特征数字3代表的含义即是快速及行动。3号人

《生命的密码》:探究生命密码的一生

文丨周国清 人类是由猿猴进化而来,是物竞天择的产物,这在如今已是孩童亦知的公理,然而,其背后隐匿的,却是数百年甚至上千年来人类对生命科学的思考与探索,无数人为此倾尽一生,甚至付出了生命的代价,只为破译那最原始的生命密码。 本书讲述了中国遗传

人类遗传密码与易经有关?生命密码究竟是不是外星来客

早在1953年,沃森和克里克就向世界宣布了他们的重大发现,那就是双螺旋结构的DNA,相信不少人都见过这个拧得像麻花一样的东西,到目前为止科学家们认为,只要是生存在地球上的生物,几乎都是由不同的DNA所组成的,其中存储着大量的遗传的秘密,各种

生命密码|离婚密码真有这个说法吗?

最近明星离婚新闻铺天盖地,最喜欢的好几对明星情侣纷纷都离婚了,赵丽颖和冯绍峰,杨幂和刘恺威。特意看到这两对的生命密码,都没有所谓什么离婚密码之类的。如何处理好亲密关系是如此的重要,携手步入婚姻殿堂时都憧憬着美好的未来但踏入殿堂后或是一地鸡毛

《生命密码》——你应该了解的生命科学

——华大基因CEO尹烨昨天有位头条好友问我“生命的密码在这本书里?我不信。”的确,生命的密码不在这本书里,而是在这本书所想表达的基因里,生命的密码在基因。正如作者所说,这是一本关于了解基因的科普类书籍,内容浅显,事例熟悉。如果你对基因的了解

探求生命密码:建立生命的动态平衡

建立生命的动态平衡不知是身体适应不了环境,还是环境适应不了身体。其实说这话的人有时真有点无奈!记得去年也是这个时候,清明节前后吃“蒿子粑粑”的时节,结石引起胆囊发炎,那痛的滋味叫我刻骨铭心。由于这个原因,我有幸生来第一次住院。我又不得不在暑

生命密码从基因层次透视生命,回视佛家说凡所有真相皆是虚妄

  人类无论哪个文明都有人要有谦卑修养这样的提法,如果有才高八斗的人士表面认可,内心不服者,请君读《生命密码》这本基因的科谱书。相信你同我一样会心服口服。现代基因已经研究出人是具有23对染色体,基因组为30亿对碱基,基因总量约为22000个

诺奖解析|基因剪刀重写生命密码,推动生命科学革命性变革

澎湃新闻记者 张唯10月7日,2020年诺贝尔化学奖花落两位基因编辑技术CRISPR/Cas9的发明者:埃曼纽尔·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)和詹妮弗·杜德纳(Jennifer Doudna),获奖理由是“开发了

“再造生命”探寻新突破:中国“编写生命密码”将如何改变未来?

新华社北京3月10日电 题:“再造生命”探寻新突破:中国“编写生命密码”将如何改变未来?新华社记者 陈芳、董瑞丰生命可以设计和再造吗?我国科学家利用化学物质成功合成4条人工设计的酿酒酵母染色体,研究结果10日在国际知名学术期刊《科学》发表。

友情链接

网址导航 SEO域名抢注宝宝起名网妈妈知道币圈谢霆锋歌迷网副业项目网首尔旅游网今日宣城今日朔州凤凰自行车阿玛尼奢侈品TCL冰箱评测网清江画廊资讯网黄鹤楼旅游攻略防晒霜品牌网保罗沃克影迷网特斯拉汽车之家马蜂窝旅游攻略网桂平西山旅游
数字能量,指的是数字具有一定的能量磁场,西方有关专家研究表明,数字与生命与某种神秘的联系。能量磁场理论认为,万事万物都有能量,都有自己的信息磁场,或称超级波、超级场、信息场、能量场等等。例如,手机号码由不同的数字组成,不同手机号码有不同的能量:领导的能量,赚钱的能量,破财的能量,情乱的能量,凶祸的能量等等。车牌号也是如此。
数字能量研究中心 52275.cn ©2022-2028版权所有