User Profile
Select your user profile
Článek

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 reakcea 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.

Vývoj technologie PCR

Literatura

 

  1. Mark R. Hughes, Deputy Director of the National Center for Human Genome Research at the National Institutes of Health (Human Genome Project).
  2. Saiki RK, et al. A Novel Method for the Prenatal Diagnosis of Sickle Cell Anemia. Amer. Soc. Human Genetics. 1985.
  3. Saiki RK, et al. Enzymatic Amplification of β-globin Genomic Sequences and Restriction Site Analysis for Diagnosis of Sickle Cell Anemia. Science. 1985;230:1350-1354.
  4. Saiki RK, Gelfand DH, Stoffel S, et al. Primer-directed enzymatic amplification of DNA. Science. 1988;239:487-491.
  5. Saiki RK, Scharf S, Faloona F, et al. Enzymatic amplification of beta-globin genomic sequences and restriction site analysis for diagnosis of sickle cell anemia. Science. 1985;230(4732):1350–1354.