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1976--錢嘉韻發現Taq DNA聚合酶台灣的留美科學家錢嘉韻(Alice Chien)從黃石國家公園的嗜熱菌Thermus aquaticus 中分離出熱穩定的Taq DNA聚合酶。 現任教於陽明大學神經科學研究所的錢嘉韻教授,早在1976 年留美時即已發表了一項新發現:由美國黃石公園溫泉所分離出的某種細胞(Thermus aquaticus, YT-1),其DNA 聚合酶具有耐高溫的特性。該篇論文還詳述了此 DNA 聚合酶的純化步驟、以及此酵素的相關生化特性。例如,複製 DNA的最適溫度(高達 80℃)、最適 pH 值、二價鎂離子(Mg2+)的必要性,以及此酵素有別於 E. coli 的 DNA 聚合酶,並不具有外 3'→5' exonuclease 之效等等。此篇論文後來被 Mullis 所在 Cetus 公司工作的 PCR 發展小組所應用。以Thermus aquaticus 的 DNA 聚合酶,即 Taq DNA polymerase,取代了先前所用的 E. Coli的 Klenow fragment。這項改變使得 PCR 反應得以自動化,只需在第一個複製循環時加一次 Taq DNA 聚合酶,即可連續複製三十個循環以上,所得 DNA 片段的特異性比用 E. Coli 的酵素要好得多。整個反應可使微量的 DNA 模板於二至三小時內,在一根試管中複製百萬倍以上。如此一來,PCR 變得既省力、省時又省錢。Cetus 公司的研究小組於 1988 年重新整合 PCR 過程,發表了改用 Taq DNA 聚合酶後的 PCR 方法及其應用之潛力[Saiki et al., 1988]。下列就是錢嘉韻教授在1976年發表有關TaqDNA聚合酶的論文: Chien A, DB Edgar and JM Trela (1976) DNApolymerase from the extreme thermophileThermus aquaticus. .J Bactcteriol. Sep.1976; 127(3): 1550-1557. Purification and Characterization of DNA polymerase ofThermus aquaticus (Taq polymerase)。至於錢教授為何並未因為第一位發現並純化出Taq DNA polymerase 而獲頒諾貝爾獎。原因探討如下:
雖然錢家韻教授是第一位發現並成功萃取並分析這個在DNA PCR技術中居於關鍵地位的酵素蛋白質→「Taq DNA polymerase」,但是很可惜的是,錢教授僅是做一些有關這個特殊的耐熱蛋白質的純化過程及特性分析,並未進一步探討可能的應用,更沒有提出任何有關PCR的想法或技術探討。因為諾貝爾獎的獲獎條件是要在相關領域有最重大的發現或創新技術上改進的人,因此很可惜地,錢家韻教授就與諾貝爾獎擦身而過了,後來由於PCR技術成功地影響了全世界的分子生物實驗室使得科學家在DNA及基因、遺傳等相關領域的研究都產生了革命性的突破,因此1993的諾貝爾化學獎便頒給了 第一位想出並成功開發出PCR技術的人: 一位曾在任職於美國Cetus 儀器公司時主導PCR開發小組的技術員→凱立.模里斯博士 (Dr. Kary B. Mullis)。
P.S.敝人在陽明神研所攻讀碩士學位時的指導教授就是錢家韻老師。