寡聚核苷酸定點誘變技術

寡聚核苷酸定點誘變技術是由加拿大的生物化學家M·史密斯（Michael Smith，1932—）發明的。其基本原理如下：應用寡聚核苷酸進行DNA的定點誘變時，首先要把含有待突變的DNA片段克隆到MI3噬菌體載體中，MI3噬菌體的正鏈可以感染具有纖毛的細菌，並在細菌體內進行復制後，以出芽的形式形成新的帶有正鏈DNA的噬菌體。而存留在菌體內的則是雙鏈狀態的複製型MI3。受MI3噬菌體感染的細菌長生速度減慢，在細菌培養皿上會形成透明的噬菌斑。

將目的DNA插入到複製型MI3的多克隆位點上，去轉染細菌，提取單鏈DNA作為突變的模板。根據需要設計併合成帶有突變核苷酸序列的寡聚核苷酸引物，使與帶有目的DNA的單鏈MI3模板雜交，然後加入DNA聚合酶和4種脱氧核糖核苷酸，使雜交上的突變引物延伸，並用DNA連接酶使新合成的DNA成環狀，再去轉染細菌。可用DNA序列分析的方法從所得到的噬菌體中篩選出帶有突變DNA序列的突變體。在製備出含有突變體的複製型DNA後，可以用突變的DNA片段置換未突變的DNA相應的區段，從而得到完整的DNA突變體。

M·史密斯於1932年出生於英國，畢業於英國的曼徹斯特大學。1956年移居加拿大，曾任加拿大温哥華大不列顛哥倫比亞大學生物技術實驗室主任。在英國劍橋大學作客座教授期間，他在一次工間休息喝咖啡時，與同事討論中突然想起一個主意：如果合成一個略加改造的寡聚核苷酸，並作為引物與一個DNA分子結合，再使其進入一個合適的宿主內複製，從理論上來講，應該能引起DNA分子的突變，併產生一個改變了的蛋白質。到了1978年，M·史密斯與他的同事就這一想法進行了試驗，發明了寡聚核苷酸定點誘變技術。這就有可能在體外對已知的DNA片段內的核苷酸進行置換或增刪式的突變，改變了已往對遺傳物質DNA進行誘變時的盲目性和隨機性，可根據實驗者的設計而有目的地得突變體。

利用寡聚核苷酸定點誘變技術，可以人為地通過基因的改變來修飾、改造某一已知的蛋白質，從而可以研究蛋白質的結構及其與功能的關係、蛋白質分子之間的相互作用。目前，利用寡聚核苷酸定點誘變技術來進行酶及其他蛋白質的穩定性、專一性的活性研究，已經有很多實例。例如，對胰蛋白酶的功能基團的研究、高效溶栓蛋白類藥物的研製、白細胞介素-2結構與功能的分析等等，都必須利用這一方法。

隨着PCR技術的廣泛應用，使得在某些情況下的寡聚核苷酸定點誘變能夠變得更加簡便有效。同時，由於寡聚核苷酸定點誘變技術的發展，使得PCR技術有了新的用途。由此可見，PCR和寡聚核苷酸定點誘變這兩項技術，已經成為基因工程操作中先進而又基本的方法和工具，在未來的分子生物學研究中將大顯身手。由於他們在遺傳工程研究領域中各自取得突破性成就，共同分享1993年諾貝爾化學獎。