非婚生子女的抚养纠纷、财产继承纠纷、医院产房调错新生儿导致的亲生子认定，以及被拐骗和失散子女的认领等，需要所谓的亲子鉴定，而其中必须使用一项生化技术——PCR。

PCR的全称是聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction），简单说就是用人工技术不断复制DNA，让它一变二，二变四，越变越多。自然状态下提取的DNA样本浓度一般都比较低，通常要通过PCR扩增后，才能用于检测、测序、转基因等操作。

那PCR技术是如何发明的呢？还得从PCR之父、诺奖得主穆利斯（Kary Banks Mullis）说起。

穆利斯，1944年12月28日出生于哥伦比亚市的一个农民之家。

小时候的穆利斯就不走寻常路，对科学充满兴趣，尤其是火箭，太空探索等。17岁那年，小穆利斯做出了他人生中的第一个发明——将加热的硝酸钾和糖混合，作为玩具火箭的燃料，然而，他发明的燃料没能让火箭上天，反而差点引发火灾。

吊儿郎当的穆利斯高中毕业后，考上了全美三大理工院校之一的佐治亚理工学院，从小时候起就对化学感兴趣的穆利斯，在进入大学后理所当然的选择了化学专业。然而，进入化学专业的穆利斯，利用这一得天独厚的优势，开始合成并使用各种致幻类药物，而且他只合成那些合法的致幻剂，尤其是一种叫做LSD的致幻剂。

本科毕业后的穆利斯转变了研究方向，进入加州大学伯克利分校学习生物化学，但是在伯克利学习的6年里，虽然学习的生物化学，但是他并不怎么懂生物。

读博期间，他选修了一门跟自己所学毫不相干的课程——天体物理学。神奇的是，他竟然靠这门选修课学习发表了一篇 Nature论文：Cosmological Significance of Time Reversal（时间逆转的宇宙学意义）

后来，据穆利斯自述，当时他在使用致幻药物后，眼前出现了整个宇宙，无数星辰眼前展现，他仿佛看到了宇宙的源头，从幻觉中清醒过来后的自己迅速拿起笔，记下自己在幻觉中看到的一切，最终写成了论文，而且居然被最顶级学术杂志《自然》发表了。并由此拿到博士文凭。

毕业以后的他依然飘飘忽忽，充满着一切不确定的因素。然而命运就是这样的神奇，他竟然能成为划时代的人物。

下面为简要说明，让我们来抓住几点重要的时间节点，来了解一下PCR的发明历程。

一、1983年4月的一个星期五晚。

穆利斯载着女友从旧金山前往乡下度过周末。他开车去乡下别墅的路上,猛然闪现出“多聚酶链式反应”的想法。

汽车行驶在蜿蜒盘旋的128号公路上，看到路两侧的电线杆，一个念头出现在穆利斯的脑海中——扩增DNA片段时，如果同时添加两条引物，分别扩增正义链和反义链，那么只要引物足够，岂不是可以无限循环地扩增下去！穆利斯马上靠边停车，掏出纸笔开始演算。这种扩增方法，每个循环得到的DNA都是上一循环的二倍，那么循环10次DNA就能扩增1000倍，循环个30次就能达到10亿倍！

二、1983年12月的一天。

接下来的几个月里，穆利斯磨磨蹭蹭地进行着实验，同时为了感情问题焦头烂额。终于在飘雪的圣诞节，他终于成功实现了10个循环后扩增的一个pBR322质粒的一个25bp长的片段，同时也失去了爱情。

三、1984年11月。

在Cetus（西特斯）公司近一年的时间，穆里斯的先后3个技术员首次取得可信的结果，证明了PCR的可行。但他工作期间，要合成DNA引物来进行测序工作，却常为没有足够多的模板DNA而烦恼。

四、1985年初，公司决定让技术精湛的日裔技术员才木（Randall Saiki）加入工作，这是一项正确的决定。在自动化的仪器出现之前，PCR是个劳动密集型的实验方法，需要长时间的反复操作，手脚不利落的人是做不来的。才木的结果则干净漂亮，让人无从置疑。

五、1985年春天。

西特斯的高级主管已经对PCR的潜力信服，也开始担心消息外泄（穆里斯自己是个大嘴巴），而让旁人取得先机。3月里，他们送出了第一个专利申请，也准备在10月举行的美国遗传学会年会上报告成果，但之前必须将正式的论文写好投送才保险。他们决定写两篇文章，一篇关于PCR的理论，由穆里斯执笔先行发表，第二篇则集中在PCR的应用上，以才木的实验结果为主，随后推出。结果整个夏天，穆里斯都在玩电脑，一再拖延论文的写作。到9月下旬另一篇应用文章写好投送时，穆里斯还没有动静。

六、1985年10月25日，申请了PCR的专利（而后在1987年7月28日批准——专利号4,683,202，穆利斯是第一发明人 ）。1985年12月20日在Science杂志上发表了第一篇PCR的学术论文，共有七位作者，才木排头名，穆里斯则排第四。穆里斯自己的文章两度遭退稿后，公司里有人建议投给《酶学方法》（Methods of Enzymology），主要是因为有人与该刊主编吴瑞（华裔）相熟，较好沟通，同时PCR的性质也适合该强调方法学的刊物。于是，穆里斯的文章终于得到发表，只不过整整晚了一年，到1987年初才问世。这篇文章只有穆里斯及另一位技术员两人挂名。

七、1986年5月，西特斯的主管向冷泉港实验室的沃森（DNA双螺旋结构的发现人之一）推荐穆里斯。在冷泉港实验室做专题报告，报告PCR的原理及实际应用结果。这是穆里斯生平第一次受邀演讲，分子生物学界有头有脸的人也都在场。结果他表现不错，建立了往后人们的印象：PCR是穆里斯一手发明的。全世界从此开始学习PCR的方法。自此，PCR之名及其强大的应用性就广为人知了。

八、1986年春。穆里斯首度提出使用耐高温DNA聚合酶的想法。

将PCR变成真正成熟技术的临门一脚，则是耐高温DNA聚合酶的引进。先前提到，PCR的操作过程中，需要反复加热与降温的步骤，而前一次循环所使用的大肠杆菌DNA聚合酶在高温下就变性了，因此在每一次冷热循环之后，都要加入新鲜的聚合酶。这个做法不但烦琐，并且昂贵。按当时的价格，一次循环所需的聚合酶值1美元，30个循环下来就是30美元，循环更多次就更不得了。经过文献搜寻，果然找到了两篇有关文献，较早的一篇是在美国做的，另一篇则是俄国科学家的成果，以俄文发表。

Saiki等在黄石公园温泉中分离的一株水生嗜热杆菌(thermus aquaticus, Taq) 中提取到一种耐高温DNA聚合酶。该酶耐高温的性质使其热变性时不会被钝化,不必在每次扩增反应后再加新酶,从而极大地提高了PCR扩增的效率。Taq酶的发现，使得PCR真正变为现实，为其自动化铺平了道路。

九、1989年——PCR爆炸年。

美国《Science》杂志列PCR为十余项重大科学发明之首，将热稳定DNA聚合酶命名为“年度分子”。

十、1993年，至此十全十美。穆利斯博士因PCR技术荣获诺贝尔化学奖。

在1993年的诺贝尔颁奖典礼演说上，穆利斯反复提及当时的女友，表示获得诺贝尔奖也弥补不了失去他的悲伤。然而，他在50岁前就结婚四次，还因为在公司乱搞男女关系而被停职。

穆利斯是一个怪异、特立独行、桀骜不驯的人。公开承认对致幻药物LSD的使用，甚至表示它有助于自己的思维过程，关于PCR的灵感也受益于LSD。除此之外，穆利斯不相信全球气候变暖，认为这是环保主义者的阴谋。他否认HIV病毒会导致艾滋病，觉得这是政府机构为了赚钱而提出的阴谋。

可以说凯利·穆利斯的一生是经常不按常理出牌的传奇而又充满争议的一生！尽管如此，《纽约时报》曾评价穆利斯的成就，“高度创新，非常重要，将生物学划分为了两个时代：PCR前时代和PCR后时代。”