没有P的qPCR

qPCR中的P代表什么？Polymerase，聚合酶。如果qPCR少了聚合酶，你一定觉得这是在开玩笑，巧妇难为无米之炊，没有聚合酶，定量PCR还怎么做。

一直以来，研究人员在尝试创造自我复制的酶。实现这个目标的方法之一是用RNA酶来催化RNA分子的复制，包括RNA酶本身。这已经通过交叉催化（cross-catalytic）系统来实现了，它包括两个RNA酶，它们能利用四种底物成分来催化彼此的合成。

“R3C”就是一种能自我复制的RNA酶，但不是从核苷酸到核苷酸，而是通过碱基配对将两个RNA核苷酸连在一起。但是，这个过程效率很低，因为底物形成了无生产力的复合物，限制了指数级的增长，而倍增时间长达17小时。美国斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute）的Gerald Joyce和他的同事就一直在研究并改进“R3C”连接酶。

他们将R3C转变成交叉催化的形式，在那里正链酶将两个RNA分子组合起来，产生非常相似的负链酶，这个负链酶反过来又连接两个底物，形成正链酶。随后，Joyce他们利用体外演化（in vitro evolution）来改善这种RNA酶的催化性质。在他们的努力下，当加入新鲜的寡核苷酸和镁离子之后，这些酶能够在42°C的恒温下以指数方式自我扩增，倍增时间缩短至1小时。

Joyce认为：“这种复制品的最大应用是它是分子事件的信号放大器。”他指的是将催化结构域和配体结合结构域（适体，aptamer）结合起来，产生“适酶（apatazyme）”，这样扩增就成为配体依赖型。在配体存在时，适体序列是有序的，“适酶”的催化结构域也是，从而实现了指数级的扩增。

但是当缺乏适当的配体时，整个分子就变得不稳定，连接酶活性也丧失。RNA的指数增长率取决于配体的浓度，这就能确定样品中配体的浓度。这个过程与定量PCR是相似的，但是适用性更广。多种目标都受用，包括与诊断和环境监测相关的蛋白和小分子。

随着适体开发成为一种常规的方法，该系统能用于检测从蛋白到代谢物的所有分子。同时，研究人员也在对适酶系统进行改进，Joyce认为一年内倍增时间将缩短至10分钟。根据这种分子的动力学特性，他认为1分钟也是完全可行的。