據(jù)報道，美國能源部勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）研究人員最近開發(fā)出一種核酸（DNA和RNA）快速擴(kuò)增技術(shù)，使聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）的速度大大加快，可在3分鐘內(nèi)將基因組片段擴(kuò)增10億倍，迅速識別出病原菌。疾病快速診斷有望很快成為現(xiàn)實(shí)。相關(guān)論文發(fā)表在最近出版的《分析師》雜志上。

PCR技術(shù)能讓研究人員把一段DNA或RNA復(fù)制上百萬副本，然后用于基因組測序、基因分析、遺傳病診斷、親子鑒定、法庭鑒定、確定疾病感染等。該過程一般需要1小時到幾天時間。然而，快速診斷、應(yīng)急反應(yīng)或傳染病監(jiān)控往往要求PCR技術(shù)縮短到幾分鐘。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的工程師雷金納德·比爾和同事克服酶動力學(xué)和熱動力學(xué)方面的限制，用多孔材料和絕熱薄膜制造出一種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了極速熱循環(huán)，能每秒鐘加熱或制冷45℃，一次熱循環(huán)不超過2.5秒。比爾特別指出：“這種設(shè)備的獨(dú)特之處還在于，它制冷的速度和加熱一樣快。”

開發(fā)出這種設(shè)備后，比爾和同事從10種商用酶中選出了2種，這2種酶的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度非?？欤瑢⒁恍﹨?shù)略作調(diào)整，就能使反應(yīng)更快。

他們用一種腸桿菌屬的細(xì)菌測試了新的PCR設(shè)備迅速擴(kuò)增DNA片段的能力，然后用一段嚴(yán)重急性呼吸道綜合征（SARS）DNA片段演示了設(shè)備處理威脅公共健康病毒方面的效果。該設(shè)備完成對目標(biāo)DNA30個周期（10億倍）的PCR擴(kuò)增，用時僅為2分18秒。

目前，研究小組正在開發(fā)一種實(shí)時探測設(shè)備。按照他們的設(shè)想，將來一臺PCR儀器就能完成整個測試，從樣本到結(jié)果只需10分鐘。市場對這種設(shè)備的需求將是巨大的，除傳統(tǒng)的公共衛(wèi)生和醫(yī)療研究領(lǐng)域，一臺簡單實(shí)用的實(shí)時PCR設(shè)備在養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)以及食品加工行業(yè)都非常有用，可用來保障食品安全。（記者 常麗君）

總編輯圈點(diǎn)

隨著人類基因組逐漸被破譯，一張生命之圖將被繪就，我們對人類自身的了解也會邁上新的臺階，很多疾病的病因?qū)⒈唤议_，藥物就會設(shè)計(jì)得更好，治療方案也能“對因下藥”，生活起居、飲食習(xí)慣有可能根據(jù)基因情況進(jìn)行調(diào)整，人類的整體健康狀況將會提高。然而，病來如山倒，為了盡快找到病因，疾病的快速診斷就顯得異常重要。而文中提到的技術(shù)，可在三分鐘內(nèi)識別病原菌，無疑為很多急癥患者的生存爭取了寶貴的時間。