【1.1.1】质粒简史

生物母细胞?血浆基因?(Bioblasts? Plasmagenes?)在 1940 年代和 50 年代,科学家们致力于了解可以在细胞之间转移的遗传细胞质因子。当时,这些 核外遗传因素被认为是从寄生虫到共生体再到基因的所有东西,而 应用于它们的标签含糊不清或相互矛盾,部分原因是人们对这些因素所起的作用知之甚少一个生物体内。

那么质粒是如何得名的呢?

在1952年,约书亚莱德伯格(Joshua Lederberg )着手澄清这些细胞质遗传因素的分类。他提出了包含“细胞质”(cytoplasm)和“id”(拉丁语为“it”)的混合体的统称“质粒”,作为“任何染色体外遗传决定簇的通用术语”。然而,他的提议基本上被忽视了。

几年后,Élie Jacob 和 François Wollman 提出了一个单独的术语“附加体”(episome),定义为“一种非必需的遗传元件,可以自主存在或整合到染色体中”,并成为这些元件的广泛采用的名称。当时,附加体的使用似乎是合适的,特别是因为 Ester Lederberg 在 1952 年发现,生育力或 F 因子(Fertility, or F-factor ) 在某些情况下被整合到大肠杆菌染色体中。

这个术语一直持续到 1960 年代,当时科学家们开始研究其他染色体外颗粒,特别是抗性或 R 因子。与 F 因子一样,R 因子可以通过细胞间接触在细菌之间转移;然而,科学家们指出,与 F 因子不同,证据并不支持 R 因子可以整合到染色体中的观点。因此,“附加体”一词最终被删除了,从那时起我们就一直使用“质粒”!

从餐巾纸到笔记本 From napkins to notebooks

尽管在 1950 年代初被发现,但直到 1970 年代,质粒才在科学界获得突出地位。 在此之前,噬菌体(bacteriophage),尤其是 lambda,是想要研究细菌遗传学的分子生物学家的首选工具。 这一切都改变了,部分原因是 1972 年在Hawaiian deli 发起的合作。 使用熟食餐巾纸(Using a deli napkin for paper ),包括Stanley Falkow、Stanley Cohen、Herbert Boyer 和 Charles Brinton在内的一小群科学家炮制了一个疯狂的想法,使用新发现的 EcoRI 酶(及其可预测的切割位点)开发第一个质粒“克隆”实验。Cohen 博士及其同事处理了四环素抗性质粒pSC101,以及新开发的卡那霉素抗性质粒 pSC102,带有 EcoRI 并被选择用于对两者都具有抗性的大肠杆菌转化体。当这被证明是成功的时,pSC101 成为第一个质粒克隆载体,分子生物学从此不再相同。

在接下来的几年里,来自不同细菌(最终是哺乳动物)物种的基因被克隆到质粒中,并开发了新的克隆载体,如 pBR322、pACYC 和pUC,以提供可用于这些克隆实验的更高拷贝数的载体。

尽管质粒最初只是一个小众的研究领域,但现在它们被视为一种无处不在的工具,可以广泛应用于许多不同的实验。Addgene 成立的目的是为了让科学家更轻松地进行研究,以存储、质量控制、管理和分发它们!自 1950 年代被发现以来,质粒对生物学研究的许多领域产生了巨大影响,并且在促进我们在细菌接合和重组、复制和拓扑学以及克隆和基因表达等领域的知识方面发挥了关键作用。

参考资料

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