第一個將染色體以外的遺傳物質(zhì)稱之為質(zhì)粒的是美國分子生物學(xué)家Joshua Lederberg。
他在發(fā)表于 Physiological reviews的一篇論文中指出，那些對細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)的描述例如原生質(zhì)、細胞質(zhì)基因或質(zhì)體基因等，由于概念表述的模糊性，無法統(tǒng)一，大大限制了對這些重要遺傳物質(zhì)的研究和利用。因此，他開創(chuàng)性地提出了質(zhì)粒（Plasmid）這一概念，并廣泛沿用至今。
此后，更多質(zhì)粒被分離出來，更多的生物學(xué)特性也被揭示，如Tsutomu Watanabe等日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了細菌染色體外的抗生素抗性因子并做了大量研究。
到二十世紀六十年代，科學(xué)家陸續(xù)總結(jié)了質(zhì)粒的基本性質(zhì)：自我復(fù)制能力、遷移性、不相容性和特定宿主范圍，這對發(fā)展質(zhì)?；A(chǔ)上的DNA重組技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。
質(zhì)粒的神秘面紗逐步被揭開，但它在宿主中究竟是什么樣子的呢？
From Kleinschmidt,A.K., et.al, 1963. Science, 142(3594), pp.961-961
直到1962年，美國科學(xué)家Walter Fiers和Robert L. Sinsheimer才提出，質(zhì)粒DNA分子是環(huán)狀結(jié)構(gòu)。他們在對噬菌體φX174中存在的的兩種單鏈DNA分子（S1和S2）進行差速沉降等生物物理學(xué)實驗時，發(fā)現(xiàn)了環(huán)狀質(zhì)粒結(jié)構(gòu)存在的證據(jù)。
后續(xù)Albrecht K. Kleinschmidt等科學(xué)家用電鏡實驗證實了這一觀點。
那么是否所有的細菌質(zhì)粒都是環(huán)狀結(jié)構(gòu)呢？
事實并非如此，在十年后的八十年代早期，K. Sakaguchi等科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，線性質(zhì)粒其實廣泛存在于不同的放線菌、分枝桿菌和紅球菌屬，這些發(fā)現(xiàn)完善了我們對質(zhì)粒的認知。
隨著質(zhì)粒性質(zhì)和結(jié)構(gòu)研究成果的豐富，科學(xué)家們大膽創(chuàng)新，開始以質(zhì)粒為載體進行DNA重組，基因工程技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。
生化研究時期
·P. Berg等發(fā)現(xiàn)DNA可產(chǎn)生互補末端，并可利用T4連接酶連接
·H. Boyer等分離出EcoRI，可用來切除特定的粘性末端
分子遺傳研究時期
·S. Cohen和H. Boyer合作完成了完整的基因克隆實驗，經(jīng)過EcoRI酶切和T4連接酶酶連，轉(zhuǎn)化篩選后得到高純度目的質(zhì)粒，為以后的克隆實驗奠定了重要基礎(chǔ)
應(yīng)用研究時期
·可用于克隆實驗的質(zhì)粒載體得到極大豐富，使基因工程技術(shù)得到了更加廣泛的利用
其中S.Cohen和H.Boyer的合作無疑大大加速了分子克隆技術(shù)的成熟和發(fā)展，而這次至關(guān)重要的合作，源自一場特殊的質(zhì)粒會議。
這原本是T.Watanabe（前文R因子的主要研究學(xué)者）組織的美日間質(zhì)粒研究交流會，而會前T.Watanabe因病不幸逝世，幸運的是會議如期舉行，這為當時在遺傳工程領(lǐng)域的兩位佼佼者在熟食店相遇創(chuàng)造了條件。
當時，S.Cohen研究方向是質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化和篩選，而H.Boyer則是在限制性內(nèi)切酶EcoRI的應(yīng)用上成果豐碩。
會議期間，他們在熟食店偶遇，進行了酣暢淋漓的討論，很快做出了合作的決定，可能他們當時都沒有意識到，他們后來的合作研究成果將開啟基因工程的新時代。
除了質(zhì)粒之外，限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)也是遺傳工程發(fā)展的另一必要條件。
這得益于三位諾貝爾獎得主在這把“魔剪”上的研究。
正是科學(xué)家對限制性內(nèi)切酶的認知，才讓人類由此擁有了對遺傳基因進行改造的能力。
幾十年來，分子生物學(xué)工具迅速發(fā)展更新，應(yīng)用于各類創(chuàng)新性領(lǐng)域，因而質(zhì)粒的數(shù)量和使用頻率迅猛增加。
轉(zhuǎn)錄調(diào)控
蛋白質(zhì)工程
蛋白表達
微生物工程
基因編輯
基因治療
..........
例如各類高效表達難度蛋白的重組表達質(zhì)粒廣泛地應(yīng)用于微生物工程。
帶有熒光標記的融合表達載體大大推動了科學(xué)家在體內(nèi)水平對各類分子及其作用機制的研究；
包括Crispr/Cas在內(nèi)的新型基因編輯技術(shù)催生了大量的基因治療手段……
質(zhì)粒正在各種生物前沿領(lǐng)域的研究中扮演著越來越重要的作用。
