美媒:新冠病毒檢測方法要素來自美國黃石公園

新華社北京4月3日新媒體專電 美媒稱,目前在全世界實驗室廣泛使用的新冠病毒檢測方法的要素來自美國黃石公園。

據美國《國家地理》雜誌網站3月31日報道,20世紀60年代,微生物學家托馬斯·布羅克穿越美國黃石公園時偶然發現了一種會改變醫學的細菌。在那裡,他和一名學生髮現,在黃石公園蘑菇溫泉中的金黃色絲狀菌席中,有一種微生物能生成非同尋常的耐熱酶。

如今,這種酶是聚合酶鏈式反應(PCR)的重要組成部分,全世界的實驗室都廣泛使用PCR方法,通過製作大量副本來研究遺傳物質的微小樣本。現在,這項技術被用來在大多數新冠病毒檢測中增強病毒的信號。隨著新冠病毒席捲全球,檢測已成為跟蹤——以及但願能減緩——疫情發展步伐的關鍵。

1964年夏天,布羅克駕車穿越美國,路上在黃石公園停留。

布羅克知道,在黃石公園的熱水池中,任何生命都必須耐得住極高的溫度。有些溫泉溫度高到沸騰的程度——但他很快得知,即便在這種地方,生命也能茁壯成長。

一年後,布羅克再次考察黃石公園的溫泉,在章魚溫泉邊緣發現了大量膠狀物,這裡的水溫達到190華氏度(約合88攝氏度)——比當時科學家認為生命能承受的最高溫度還要高。布羅克收集了一份樣本。

1966年,布羅克和本科生赫德森·弗里茲再次回到黃石公園,調查蘑菇溫泉中的藍細菌菌席。弗里茲培養了其中一些微生物,以確定這個系統中存在何種生物。

布羅克說:“我們收集的樣本幾乎都含有細菌。”發現其中一種細菌——水生棲熱菌——為科學家提供了操控和研究脫氧核糖核酸(DNA)的新工具,進而徹底改變了分子生物學。

報道稱,自1953年發現DNA的雙螺旋結構以來,科學家一直在努力應對研究這些微小遺傳分子的挑戰。為了研究和理解不同類型的DNA,科學家需要大量樣本。

上世紀80年代,美國生物化學家卡里·穆利斯發明了一項技術,該技術可模仿細胞生長和分裂時自然複製自身DNA的方式。用DNA的短片段標記出成為複製目標的區域。然後,一種名為DNA聚合酶的酶將DNA的基本構件組成所需的序列。

在這一過程中,必須反覆加熱、冷卻DNA,基因副本數量每次大約翻一番。但在早期實驗中,每次加熱過程中高溫會破壞製作這些基因副本所需的DNA聚合酶。

穆利斯意識到,來自黃石公園細菌的一種酶可在加熱和冷卻的循環中存活下來,並加速這一過程。多年來,這些酶使科學家得以讓DNA複製過程實現自動化。

新冠病毒檢測也利用了這一過程——不過步驟要多出幾個。


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