引言 以科学为业 请允许我再一次把诸位带到美国去，因为在那 里可以经常看到这些东西最纯的原始形态。 -韦伯(Max Weber),《以科学为业》 《PCR传奇》记录了PCR(聚合酶链反应的简称，可以说是 到目前为止生物技术史上的典范)发明的人文历史事件，包括 时代背景（美国西特斯公司，20世纪80年代）和关键人物（科 学家、技术人员和商人)，是他们造就了PCR技术以及产生该 技术的社会环境，而PCR及其社会环境又反过来成全了他 们。由于P℃R技术极大地扩展了遗传物质鉴定与操作的可 能性，它已经对分子生物学的现实与前景产生了不可估量的 影响。PCR技术有助于鉴定某一特定DNA片段，因为它能在 短时间内精确地复制成百万的该DNA片段。它使一度非常 稀有的实验所儒遗传物质变得丰富。遗传物质不但总量变多 了，而且不再受限于活的生物体。虽然克隆也能使稀有的遗 传物质变丰富，但该法的缺点在于必须采用活的生物体作为 复制遗传物质的载体。P℃R在摆脱此种活体依赖性方面前进 了一大步，而这一步构成了基因操作效率的提高以及更重要 的基因操作灵活性等方面的进步。P℃R用途之广泛可以说是 令人难以置信，科学家已能有规律地由此生产出新机器或发 现新用途。R的新用途为科学研究开辟了新方向，而这些 新方向又反过来为PCR提供了新用途。在不到10年的时间
里，PC尔已经成为所有分子生物学实验室的一个常规组成部 分，同时又是一件不断改进的工具，它的生长能力没有显示趋 向平稳的迹象。 本书集中展示了从1980年左右开始兴起，具有明晰的科 学、技术、文化、社会、经济、政治和法律要素的生物技术的全 貌，而每一个要素本身都具有各自不同的沿袭于早先年代的 轨迹。它探讨了那些选择在这个新兴产业，而不是去追求有 学术前程的大学世界中工作的年轻科学家创造的“生活方式” 或“生活规则”形式，它还包括了公司商业领袖人物的远见，因 为他们中的一些人离开了跨国制药集团较有保障的堡垒，只 身投入这一更有风险、但相应有可能获得更高回报（包括工 作、收入、权力和知名度等方面)的事业。总之，这本书展示了 一个偶然聚集成的企业如何兴起、如何包含各种不同的人物， 展示了企业工作者的急围和他们所创造的产品。 我在190年开始写这本书时，尽管持怀疑态度，还是常 常被有关高新技术产业奇迹般的知识据称所带来的认识生命 的新纪元，以及对医疗卫生行业无与伦比的前景所触动。《纽 约时报》每周一次的科学版很少不声称每一个新发现或每一 项技术进步“都可能导致最终攻克癌症或艾滋病”。这些宜称 看起来不怎么像客观公正的新闻报道，而更像专门为吸引风 险资本而写的广告词。在我看来，这些报道与其他场合出现 的认为人类基因组项目将不可避免地导致遗传歧视◆的反面 说法同样应该受到重视。虽然双方都很可能被证实是对（或 错)的，但对生物技术前途的任何断言都很可能为时过早，两 极化宣传看来是错误的。不管未来将给我们提供什么样的奇 迹或恶梦，我同意新的研究机构设置和文化实践已经在生物 ·egic,国内一般译为忧生学，此种泽法不甚怡当。一译者注
科学界兴起这种观点。1我认为马上开始学习足够的分子生 物学知识，将其变成自己的理解并为此负责，这太值得了。作 为一名人类学家，我对生命形式在实验室内外的产生过程（不 管它是暂时性的、多变的还是紧急的)，都感兴趣。 什么是PCR? 先了解些常识可能有好处。什么是聚合酶？聚合酶是一 种天然产生的酶，一种能催化DNA(包括RNA)形成和修复的 生物大分子。？所有生物体的准确复制都依赖于这个酶的活 性一一科学家已经学会了调控这一活性。在80年代，西特斯 公司一成立于1971年的世界上第一个靠重组DNA技术起 家的公司一的穆利斯(Kary Mullis)构思了一种能沿着单链 DNA的某些特定位点起始和终止聚合酶活性的方法。那么， 什么是链反应呢？穆利斯认识到，如果他操纵分子复制技术 的这个环节，目标DNA就可能被以指数形式扩增（见图1）。 分秀OA 数封 4列日每年列 N 两刚y啊则期用为帝肯可 图1聚合酶链反应
当西特斯公司的科学家最终以可靠的方式如愿以偿成功地实 现了聚合酶链反应以后，他们就掌握了一项威力巨大的技术 能基本上无限量地向分子生物学家和所有工作中需要的人提 供精确的遗传物质（见图2）。 1 2 24 4 816 567 89 烟 1011 2048 4096 23415678 81e2 16384 32768 65596 131072 28214 524288 1048576 9012234587 2097152 4194304 8388608 16777216 33554432 67108864 134217728 269435456 536870912 30 1073741824 周期 拷贝 图2指数扩增
虽然能非常简单和方便地将P℃R定义为一项技术，但这 样的硬性划分容易使人忽视P℃R的发明史，从而掩盖其出现 的偶然性和创造PR的实践与主体。第二个容易回答的问 题是说出PCR这一概念的发明者。最明显的候选人当然是 穆利斯，他因为发明P℃R而获得了1993年诺贝尔化学奖。但 是，我们将会看到，这种回答受到了驳斥。其他科学家和技术 人员，包括厄利克(Henry Erlich),安海姆(Noran Amheim),才 木(Randall Saiki),蛋恩(Glen Hom),利文森(Corey Levenson), 沙夫（Steven Scharf),法罗纳(Fred Faloona)和怀特(Tom Wie),都在造就PC尔的理论和实践过程中起过关键作用： 直到出现有意义的实验系统，才算有了PCR,这是第三个有争 议的观点。这种观点认为，光凭构思一个概念是不够的，科学 的进步必须包括发明一套办法来成功地将蓝图变为实践。 技术、概念和实验系统 当享有盛誉的《科学》杂志于1989年12月将PCR和它所 使用的聚合酶命名为第一个“年度分子”，该刊编辑小科什兰 (Daniel Koshland Jr,)对PCR提供了一个简明扼要的解释。科 什兰和盖耶(Ruth Levy Guyer)在“展望”栏目这样描写PCR: PCR的起始材料“目标序列”是DNA上的一个基因 或片段。在几个小时内，该目标序列能被扩增超过100 万倍。双链DNA分子的互补链经加热后解开。所谓引 物，就是两条很短的合成DNA,它们分别与目标序列两 端的特定序列互补。每个引物都与它的互补序列相结 合，于是，聚合酶就能从引物处开始复制它的互补链，在 非常短的时间内产生与目标序列完全相同的复制品。在 后续的循环中，无论是起始DNA还是其复本的双链分子