十几年的凶杀案件始终无法告破，多年后......

经常在警匪片中有这样的桥段：十几年的凶杀案件始终无法告破，当年办案的警察一直内心不安。多年后凭借当初在犯罪现场采集的头发、血液等样品，终将疑犯捉获，大快人心。

但是，大家有没有想过，为什么当初亲历现场无法破获，十几年后却能穿越还以真相？

一切奥秘都在那几根头发或几滴血液之中，因为它们含有罪犯独一无二的DNA密码。

这些样品中的DNA非常微量，在过去并不能提供多少帮助，但是现在不一样了，因为人们拥有了快速大量复制这些DNA的法术——聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction，PCR）。

PCR技术是什么呢？

DNA长得就像一架扭曲的梯子，由中间短短的横杆连起两根长长的粗杆。

DNA的复制方式叫“半保留复制”，相当于将这架梯子中间的横杆劈开，两根粗杆分开后，分别用每一根粗杆作为模板合成出另一根粗杆，并最终组合成两架和先前一模一样的梯子，实现DNA扩增。如果接着将新合成的梯子继续分开当作模板，又能获得更多的新梯子。

这个过程其实很像细胞的分裂，每一轮增加一倍数量的DNA，1变2，2变4，4变8……在最初提到的案例中，警方只要获取一份DNA样品，想办法提供可以让其复制的条件和材料，在短短两个小时内就能通过PCR仪这一快速DNA复印机，获得2n倍的DNA，再经过序列测定和数据库对比分析，天网恢恢，越收越小，最终实现疏而不漏。但是如此基础重要的技术，其出现的历史也不过只有三十多年，比互联网出现的时间还要短（1969年世界上互联网的前身阿帕网ARPAnet建立链接）。

PCR技术的发明者穆利斯（Kary Banks Mullis）是一个充满争议的科学家，因为他个性放荡不羁，不愿意认真做研究还总是惹麻烦。

虽然他拿的是生物化学博士学位，但是凭借的却是发表在Nature上的一篇与宇宙大爆炸理论相关的论文。
在他1998年出版的自传Dancing naked in the mind field中，记录了这项伟大发明的灵感源泉。当时他正在美国加利福尼亚一段山间公路驾车行驶：“我的思维飘回实验室，看到DNA链在我眼前旋转、漂浮，发亮的蓝色和粉色带电分子充斥山路，满目可见……”
尽管，他是位拖延症患者，还一度差点被公司开除，但最终在他人的协助下，于1984年11月15日终获PCR实验成功，而此时距离人们发现“DNA半保留复制方式”已经过去了整整二十七年。

与现在相比，最初PCR的操作过程是非常繁复的。

因为，想要把DNA这架梯子的长粗杆分开，需要借助高达95℃左右的高温，之后降到55℃左右去寻找正确的复制起点，再回温到72℃形成完整的DNA新链，方才完成一轮扩增。

然而，最初在PCR所需要的材料（引物、脱氧核苷三磷酸、DNA聚合酶、含有镁离子的缓冲体系）中，DNA聚合酶并不耐热，一轮高温摧残下来便告失效，每一轮反应之初都需要人工重新添加。

好在后来人们从“住”在美国黄石公园热泉中的嗜热细菌体内获得了耐热的DNA聚合酶（Taq酶），才将科学家们从繁复的手工操作中解放出来。

现在只要将所有样品混合好，放到PCR仪中，不用再补加材料，就能实现神奇的DNA体外扩增，有些生物黑客甚至还在自家厨房的三个保温桶（分别调至55℃、72℃和95℃）中完成了这一“壮举”呢。

PCR就如同阿基米德撬动地球的杠杆一样撬动了生命科学。如今，几乎所有生命科学的研究都离不开它，在刑侦、疾病诊断、亲子关系鉴定、考古等诸多领域均有应用，并且还派生出了荧光定量PCR和微滴式数字PCR等技术。
1993年，穆利斯获得了诺贝尔化学奖，世人们会永远记住他的灵光一现。

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