她的研究促成PCR成功商業化，但她什麼都沒得到

按：我國的神經科學家錢嘉韻教授於2026年3月2日過世，享年76歲。特增改本文，以資悼念。

愛的抉擇

錢嘉韻1972年畢業於輔仁大學生物系，隔年赴美國辛辛那提大學細胞生物研究所就讀，1975年取得碩士學位。她的碩士論文是發現黃石公園的熱泉裡有種水生棲熱菌（Thermus aquaticus），即使在70℃的高温下仍能正常繁殖；她從這種細菌分離出Taq DNA聚合酶 (Taq是取自水生棲熱菌的字首)，可在高温下催化DNA的聚合反應。

取得碩士學位後，錢嘉韻面臨了抉擇：下一步該怎麼走？辛辛那提大學已經提供她攻讀博士的獎學金，按理說，她應該跟著教授繼續原來的研究，最事半功倍。只不過她的未婚夫張南驥仍在愛荷華州立大學讀碩士，難道要再好幾年與他分隔兩地？

張南驥和錢嘉韻是輔仁大學的同班同學，他那時就喜歡錢嘉韻，但四年期間一直將愛慕之心藏在心中，不敢表白。等到當兵時，他得知錢嘉韻前往美國留學，便寫信向她請教留學事宜，才藉此逐步在信中表達愛意。

錢嘉韻在書信往返中，逐漸對張南驥產生好感，但當他1974年來美國和她相見時，她反而卻步了。到了寒假，張南驥又從愛荷華過來辛辛那提找她，兩人談起聖經教義，產生共鳴，錢嘉韻才打開心房，和他互許終身。

如今面對攻讀博士的抉擇，錢嘉韻認為張南驥念完碩士之後，是否能申請到辛辛那提大學的研究所，還是個未知數，因此決定配合張南驥，前往愛荷華州立大學，改以神經生物學攻讀博士。

錢嘉韻取得博士學位後，又做了一年博士後研究，等張南驥也拿到博士學位，兩人相偕於1982年返台，同在陽明醫學院任教。錢嘉韻專心於神經科學的研究與教學，完全沒有料到幾年之後，那篇她早已拋在腦後的碩士論文，竟成了改變世界的關鍵環節。

PCR的瓶頸

1983年4月，在美國Cetus生技公司任職的生物化學家穆利斯（Kary Mullis）靈光一閃，想出可以在短時間內大量複製 DNA 特定片段的方法，也就是如今我們所熟知的「聚合酶連鎖反應」(Polymerase Chain Reaction，簡稱 PCR)。

PCR的第一步要將DNA加熱到95℃，讓纏繞的雙螺旋分開，成為兩組模板，聚合酶再合成出與之互補的單鍊，使得DNA倍增。不過當時穆利斯團隊取自大腸桿菌的DNA聚合酶，在高溫下就會失去活性，因此必須等加熱的DNA溫度降至37 ℃，才能把聚合酶加進來。

然而這樣每倍增一次，就要再重覆一次加熱、降溫、加入聚合酶的過程，如此重覆30到40次，才能獲得足夠數量的DNA。這個過程都要靠人工操作，費時又費力，使得PCR的實用性大打折扣。

如果有耐高溫的DNA聚合酶，就可以一開始全放進去，然後讓機器自動調節溫度，這樣完全不用人工作業，機器便可自動完成DNA倍增的循環過程，大幅提升PCR的效率。

尋獲至寶

穆利斯的團隊開始發掘耐熱的菌種，卻一直找不到，沒想到最後竟在1976年的《細菌學期刊》（Journal of Bacteriology）挖到了寶。這篇正是錢嘉韻的碩士論文，裡面不但提及Taq聚合酶的耐熱特性，更棒的是，還詳細敘述如何分離純化，包括複製DNA的最適溫度、最適pH值、須用二價鎂離子輔助等等。

於是穆利斯的團隊按圖索驥，提煉出Taq聚合酶，果真可以全程在高溫下進行PCR，而且DNA倍增的連鎖反應也更為穩定。

Cetus於1988年發明出全自動化的PCR儀器，同時將相關技術申請專利（也包括純化Taq聚合酶的方法）。有了這台儀器，PCR才真正帶來革命性的改變，第二年Taq聚合酶便被《Science》期刊選為「年度風雲分子」，而PCR發明者穆利斯，也於1993年獲頒諾貝爾化學獎。

但她甚麼都沒得到

錢嘉韻這篇碩士論文無疑是促成這一切的關鍵，但她當初並未將提煉方法申請專利。因此後來Cetus在1990年授權Promega公司製造Taq聚合酶，隔年又以3億美元的天價，將PCR所有專利轉讓給羅氏大藥廠，錢嘉韻一毛錢都沒分到。

事實上，外界根本不知道錢嘉韻扮演的關鍵角色。直到1992年，羅氏控告 Promega違約將Taq聚合酶賣給其他客戶做PCR，Promega的律師團才在法庭中舉出錢嘉韻那篇論文，主張裡面早已詳述純化Taq聚合酶的方法，因此Cetus當初取得的Taq聚合酶專利實屬無效。經過七年的法庭攻防，最後法官在1999年判定Taq聚合酶專利沒有強制力。

錢嘉韻的論文雖然重見天日，但她婚後即按美國人慣例，將英文姓氏冠上夫姓，因此學術界多不知道論文上的Alice Chien，就是她後來所用的英文姓名Alice C. Chang，以致錢嘉韻仍未獲得應有的知名度。

如果

如果錢嘉韻當初沒有為愛離開辛辛那提大學，繼續Taq聚合酶的研究，會更早發現PCR技術嗎？就算沒有，她的關鍵發現不值得分享那座諾貝爾獎嗎？

張南驥談到這個話題，總自嘲害她沒拿到諾貝爾獎。但錢嘉韻並不懊悔離開原來的研究領域，畢竟當時分子生物學還在剛開始的階段，沒人能預見後來的應用，而她也不可能一直等，等到相關條件都成熟那一天。

錢嘉韻反而很高興自己的研究對PCR做出貢獻，對世人有所幫助。至於轉換領域，她說：「上帝引領我走另外一條路，其實也很精采啊！」如今她離開人世，願她安詳地回到上帝的懷抱中。

註：Cetus 的創辦人之一是發明氣泡室而獲頒 1960 年諾貝爾物理獎的格拉澤（Donald A. Glaser），他的故事請參見〈發明氣泡室的人〉。

參考資料：

1. 核爆人生~張南驥 錢嘉韻 – YouTube
2. DNA polymerases as useful reagents for biotechnology – the history of developmental research in the field – PMC (nih.gov)
3. History of polymerase chain reaction – Wikipedia
4. 第八章 聚合酶鏈鎖反應(cust.edu.tw)
5. 錢嘉韻老師專訪.pdf (tmu.edu.tw)
6. https://j-biomed-discovery.biomedcentral.com/articles/10.1186/1747-5333-1-7