Historie PCR

Roche a PCR: zásadní vědecký objev

Polymerázová řetězová reakce (PCR) je považována za jeden z největších vědeckých pokroků 20. století.¹ Je to snadná a rychlá metoda pro vytvoření neomezeného počtu kopií DNA z jediného původního vlákna. Na vytvoření milionů kopií úseku DNA stačí jen několik málo hodin. Zkopírovanou DNA lze pak spolehlivě používat v celé řadě testů k diagnostice nebo monitorování onemocnění, anebo k základnímu výzkumu v molekulární biologii.

Metoda PCR byla oceněna v roce 1993 Nobelovou cenou za chemii.

Evoluce a revoluce PCR

V roce 1983 vědec z Cetus Corporation Kary Mullis, PhD představil PCR jako metodu kopírování DNA a syntézy velkých množství specifické cílové DNA. Tým vědců ze společnosti Cetus rozpoznal, jaký potenciální dopad by mohla mít metoda PCR na molekulární biologii, a proto další dva roky zkoumal, vylepšoval a umožnil tak její praktické využití.

Metoda byla představena v roce 1985 na výročním setkání Americké asociace pro lidskou genetiku.² Později tohoto roku byly výsledky úplně poprvé publikovány v časopisu American Association for the Advancement of Science.

Přerod metody PCR na dnešní technologie, umožnily dva významné pokroky – Taq polymeráza a PCR thermocycler.

V roce 1986 vědci ze společnosti Cetus izolovali Taq polymerázu z bakterie Thermus aquaticus, která se vyskytuje v horkých pramenech. Protože Taq polymeráza dokáže odolávat vysokým teplotám, odpadá potřeba zásahu člověka během reakce⁴ a proces je efektivnější a kratší. Bez enzymu odolávajícího teplu totiž nelze metodu PCR používat ve větším měřítku, protože by byl proces velmi těžkopádný.

Před Taq polymerázou se používala v druhém kroku PCR DNA polymeráza z bakterie E. coli. Tento enzym však nebyl schopen odolávat rychlému ohřevu a ochlazení. Při používání E. coli byla polymeráza v každém kroku reakce manuálně nahrazována, protože byla denaturovaná⁵.

V roce 1987 uvedla na trh biotechnologická společnost se sídlem v USA – PerkinElmer – PCR thermocycler. Jde o přístroj, ve kterém lze naprogramovat  ohřev a ochlazení PCR reakce podle potřeby. Tento pokrok ještě dále omezil nutnost zásahů člověka do reakce a vznikl elegantní, efektivní a plynulý proces.

Vznik divize molekulární diagnostiky Roche

V roce 1991 zakoupila společnost Roche práva na technologii PCR od společnosti Cetus a investovala do vyladění vědeckého postupu tak, aby bylo možné metodu používat v molekulární diagnostice k detekci onemocnění. Divize molekulární diagnostiky Roche zformulovala a vylepšila metodu PCR, a stala se v rámci této technologie jednoznačnou špičkou a průkopníkem.