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黃石公園發現的細菌

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黃石公園發現的細菌

文章插圖
聚合酶鏈式反應(PCR)是一種利用DNA雙鏈復制的原理，促進DNA片段在生物體外環境中快速復制的技術 。在最近的世界疫情時代，這項技術在病毒檢測中發揮了關鍵作用 。


黃石國家公園的大棱鏡溫泉 。(維基百科)


黃石國家公園主要位于美國懷俄明州，部分在蒙大拿州和愛達荷州 。它由當時的美國總統于1872年簽署并建立，是世界上第一個國家公園 。黃石國家公園以其豐富的野生動物和地熱資源而聞名 。那里的溫泉溫度可高達100攝氏度，達到沸騰狀態 。
病毒檢測和黃石國家公園有什么關系？
20世紀60年代，微生物學家托馬斯·布洛克(thomas Brock)路過黃石國家公園時，注意到蘑菇泉中有一層粘稠的金黃色真菌 。
他們發現它能產生一種耐高溫的生物酶 。經過研究，其中一種嗜熱細菌——棲熱菌aquaticus在隨后的幾十年中成為科學家操縱和研究DNA的有力工具 。
自從1953年科學家發現DNA的雙鏈結構以來，科學家們就面臨著如何研究少量DNA樣本的挑戰 ?？茖W家需要在實驗室里將獲得的有限樣本復制成足夠的樣本，以便進行更好的研究 。
科學家發現了一種DNA聚合酶，它在基因復制過程中的作用類似于DNA復制器 。在生物體中，細胞復制具有天然的DNA復制機制 。但是，在實驗室環境中，應該采用特殊的方法 。
上世紀80年代，美國生物化學家穆利斯發明了聚合酶鏈式反應，獲得了諾貝爾獎 。這種方法需要將DNA加熱到接近100攝氏度的高溫，然后反復冷卻 。在早期的實驗中發現，我們每經歷一次高溫，DNA聚合酶就會受到損傷 。因此，早期的DNA復制過程是緩慢而低效的 。
后來，穆利斯意識到，黃石國家公園的真菌能在如此高溫的環境中生存，說明它們體內的DNA聚合酶具有耐高溫能力 。
穆利斯成功了 。多年來，在黃石國家公園的溫泉中發現的DNA聚合酶大大提高了聚合酶鏈式反應的效率 ?，F在科學家可以在幾個小時內復制數百萬份基因 。
這項技術在這次世界鼠疫大災難中對檢測病毒樣本發揮了重要作用 。
【黃石公園發現的細菌】專注于南極多樣微生物研究的佐治亞理工學院的賈斯汀勞倫斯(Justin Lawrence)表示，只有增強我們對微生物世界的了解，我們才能知道如何保護自己，但要在實際應用中擁有控制微生物的能力，我們必須首先放眼世界，了解生活在各種極端環境中的生物 。

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