1983 – Erfindung der Polymerase-Kettenreaktion

Wie lassen sich ausreichend viele Kopien von wenigen DNA-Molekülen herstellen, um Gensequenzen zuverlässig bestimmen zu können?  Die Antwort auf diese Frage fand der Chemiker Kary B. Mullis in einer Frühlingsnacht des Jahres 1983. Zehn Jahre später wurde er dafür mit dem Chemienobelpreis ausgezeichnet. Sein Rezept lautete: Man trenne einen DNA-Doppelstrang durch Erhitzen, kühle die Einzelstränge ab, markiere dann durch geeignete Primer-Moleküle Start- und Zielpunkt des Kopierprozesses, erwärme schließlich die Einzelstränge erneut, um ihre natürliche Fähigkeit zur Selbstreplikation durch Polymerasen anzuregen, bevor man diesen Vorgang aufs Neue beginne. So erhält man nach 20 Zyklen mehr als eine Million Kopien eines DNA-Moleküls. Was zur Realisierung dieses Prinzips der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) fehlte, waren Polymerasen, die Temperaturen kurz unter dem Siedepunkt aushielten. In einem Bakterium, das in den heißen Quellen des Yellowstone Nationalparks lebt, wurden sie kurz darauf entdeckt.  Überall dort, wo geringe Mengen von DNA schnell vervielfältigt werden müssen, sei es in der Kriminalistik, beim Nachweis genetischer Defekte, bei der Identifizierung von Zielmolekülen für Arzneimittel oder beim Aufspüren von Bakterien und Viren, ist die PCR zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden. Das Humangenomprojekt hätte ohne die PCR gar nicht erst in Angriff genommen werden können.