Povijest PCR: Kako je Kary Mullis izmislio revolucionarnu tehnologiju
Prije pandemije COVID-19, mnogi nisu čuli za metodu lančane reakcije polimeraze (PCR) osim ako nisu radili u laboratoriju. Iako se možda spomene u bilo kojem raspravljanju o genetici ili dijagnosticiranju bolesti, zanimljiva je povijest koja stoji iza njenog nastanka. U ovom ćemo članku istražiti ključno značenje i utjecaj PCR-a, te otkriti fascinantne pojedinosti o njegovom izumitelju, Karyju Mullisu.
Što je PCR i koje su njegove primjene?
PCR je postao ključna metoda u raznim područjima, uključujući:
- Testiranje na bolesti
- Kaznena istraživanja
- Testove očinstva
- Sekvenciranje ljudskih genoma
PCR omogućuje znanstvenicima da uzmu malu količinu DNA, što bi inače bilo izuzetno teško proučavati, i da je više puta umnože u veće količine. Ova tehnika olakšava daljnje analize i istraživanja. Prije PCR-a, proces umnožavanja DNA bio je dugotrajan te su znanstvenici koristili kloniranje za pojačavanje DNA unutar bakterija.
Kary Mullis: Kontroverzni izumitelj
Kary Mullis, kojem se pripisuje izum PCR-a, osvojio je polovicu Nobelove nagrade za kemiju 1993. godine. Međutim, njegovo ponašanje i znanstvena mišljenja često su bila kontroverzna. Opisan kao “međuljudska rušilica” u časopisu California Magazine, njegovi stavovi o klimatskim promjenama i HIV-u bili su predmet kritike među kolegama. Unatoč svom kontroverznom javnom imidžu, njegov doprinos znanosti je neupitan.
Nastanak PCR-a
Povratimo se na svibanj 1983. godine, kada je Mullis bio zaposlen u biotehnološkoj kompaniji Cetus. Dok je vozio kroz Kaliforniju, doživio je inspiraciju koja bi promijenila znanstveni svijet. Razmišljajući o tome kako bi dva oligonukleotida mogla privući pozornost na određenom dijelu DNA, odjednom je dobio ideju o ponovljenom matematičkom postupku koji bi mogao primijeniti na ovaj proces.
Mullis je opisao kako je “stao s autom, odsjeo na cesti i počeo žurno bilježiti svoje ideje na omotnici”, što je dovelo do stvaranja PCR-a. Njegova prva prezentacija koncepta na Cetus seminaru nije prošla najbolje, ali nije odustao. Uz pomoć kolega, prvi uspješan pokušaj PCR-a dogodio se 16. prosinca 1983. godine.
Revolucija u molekularnoj biologiji
Proces PCR-a uključuje Taq DNA polimerazu, enzim koji dolazi iz bakterije pronađene u termalnim izvorima Yellowstone Nacionalnog parka. Ova je osobina ključna jer je potrebno podnijeti visoke temperature tijekom svakog kruga amplifikacije DNA. Zbog svoje važnosti u PCR-u, Taq DNK polimeraza je 1989. godine proglašena “Molekulom godine” od strane časopisa Science.
U 1985. godini, tim je objavio rad u znanstvenom časopisu, opisivajući kako su koristili PCR za amplifikaciju ljudske DNA, što je moglo pomoći u dijagnosticiranju srpastih anemija. Tvrtka Cetus podnijela je zahtjev za patentiranje PCR-a 1986. godine, a Mullis je to učinio ranije 1985. godine. Oba patenta odobrena su 1987. godine, no Mullis je napustio Cetus 1986.
Zaključak
Unatoč tome što je za svoj doprinos otkriću PCR-a primio tek 10,000 dolara, njegov rad transformirao je biologiju. Mullis je predvidio da će PCR postati široko rasprostranjen u svakom laboratoriju na svijetu, a to se i dogodilo. Uz to, osvojio je Nobelovu nagradu, što je dodatno potvrdilo njegovu važnost u znanstvenom svijetu.
Kao što je Mullis rekao u svojoj knjizi: “PCR će se proširiti u svaki biološki laboratorij na svijetu. Postat ću poznat. Osvojit ću Nobelovu nagradu.” Ova misao pokazuje njegovu viziju i strast prema znanosti, a njegov doprinos ostaje trajno ukorijenjen u molekularnoj biologiji.
