瑞典當地時間10月7日，2020年諾貝爾化學獎揭曉，法國科學家埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷（Emmanuelle Charpentier）和美國科學家珍妮弗·安妮·杜德納（Jennifer A. Doudna）因「開發了一種基因組編輯方法」，共同獲此殊榮。
▲化學獎揭曉。圖據諾獎官網
八年前，兩位女科學家聯合發現了基因編輯技術中最好用的工具之一：CRISPR-Cas9「基因剪刀」。通過這一技術，研究人員能以極高的精準度改變動物、植物和微生物的DNA。
業界公認，「基因剪刀」是分子生物科技的革命性技術，可用於植物育種、創新性癌症治療方法，還可能讓遺傳性疾病的治癒最終夢想成真。正如瑞典皇家科學院秘書長戈蘭·漢松（Gran K. Hansson）所言，今年的化學獎是關於「改寫生命密碼」。
▲「基因剪刀」。圖據諾貝爾獎官網
然而，這一基因編輯技術還有一個尚未解決的專利權之爭。
切開DNA的「魔剪」
沙爾龐捷於1968年出生於法國，目前是德國馬克斯·普朗克病原體科學研究所（MPUSP）教授。杜德納於1964年出生於美國華盛頓特區，目前是美國加州大學伯克利分校化學系教授。
▲杜德納。圖據美國加州大學官網
2011年，在共同參加一個會議期間，兩人在波多黎各一家咖啡館裡初見，隨後開始合作，並於次年發表了關於CRISPR技術這一重大發現的研究。據《科學》雜誌報導，沙爾龐捷和杜德納在2012年6月28日發表於《科學》的一篇研究中確認，她們所設計的CRISPR-Cas9基因編輯系統（Cas9是一種限制性核酸內切酶）能在DNA的特定部位「定點」切開口子。
在論文中，她們也指出將來有潛力利用這個系統，對基因組進行編輯。很快，她們這一發現在其他科學界同仁的努力下迅速發展，並成為全球實驗室裡最常用的基因編輯技術。
▲沙爾龐捷。圖據MPUSP官網
事實上，在發現CRISPR技術之前，業界已經有了很多基因編輯方法，但那些方法耗時、麻煩而且昂貴。CRISPR技術不僅簡單快速，還是第一個能讓研究人員在同一個實驗中編輯好幾個基因的工具。
鑑於操作簡便又高效，CRISPR技術如風暴般席捲全球，成為最熱門的新一代基因組編輯工具。與TALENs（轉錄激活樣效應核酸酶）或ZFN（鋅指結構域核酸酶）等方法相比，CRISPR不僅能精確有效地編輯人類幹細胞，並且在實驗的所有靶基因上具有更顯著的效應。構建一隻轉基因小鼠，使用傳統的基因編輯方法需要耗時半年，而使用CRISPR技術，幾個星期就能搞定。
CRISPR專利之爭
據《科學》雜誌報導，值得注意的是，很多人都以為美國布羅德研究所（Broad Institute）華人科學家張鋒團隊可能會分享這一獎項。
事實上，儘管沙爾龐捷和杜德納的文章為CRISPR作為基因編輯工具的應用奠定了基礎，但該文章僅驗證了該系統剪切游離DNA的能力，而CRISPR系統能否在細胞內剪切DNA，成了另一個急需驗證的問題。
6個月後，2013年，美國麻省理工學院教授張鋒在《科學》上發表論文，宣布用CRISPR-Cas9系統首次實現對小鼠基因的編輯，並確認它能在幾周內建立起小鼠的疾病模型。
▲杜德納（左）與沙爾龐捷。圖據雅虎新聞
而另一方面，儘管沙爾龐捷和杜德納團隊在2012年5月25日就提交了保護CRISPR技術的專利申請，但七個月後提交專利申請的張鋒卻率先拿到了專利授權。2016年1月，杜德納所在的加州大學要求對張鋒所在的布羅德研究所的最早專利以及另外11項專利進行專利幹涉，從而引發了著名的CRISPR專利大戰。
今年9月10日，這場激烈的專利戰似乎出現了「贏家」：美國專利審判和上訴委員會（PTAB）裁定，布羅德研究所在其已獲得的CRISPR系統在真核細胞中的應用專利上擁有「優先權」，這包括了具有潛在利好前景的實驗室或直接在人身上培養人體細胞方面的應用。但這一裁決也認證了加州大學團隊(CVC團隊)發明了CRISPR這套技術的一個關鍵組成部分。而CVC團隊的核心人物就是沙爾龐捷和杜德納這兩位女科學家。
加州大學在一份聲明中稱，「依舊有信心，PTAB最終會認證沙爾龐捷和杜德納團隊最早發明了真核細胞中的CRISPR-Cas9技術」，而布羅德研究所則呼籲雙方達成「和平條約」。儘管很多人都期待雙方能達成協議，但相關專家表示「可能性不大」。據悉，這一次裁決還未指明下一次聽證會的具體日期。
第一組聯合獲化學獎的女性
儘管有專利之爭在前，但沙爾龐捷和杜德納對CRISPR開創性的工作還是得到了業界的普遍認可，各類榮譽紛至沓來。
▲沙爾龐捷（左二）和杜德納（左三）此前便已因在CRISPR技術上的貢獻榮獲世界傑出女科學家成就獎。圖據《人物》
對於沙爾龐捷和杜德納摘得諾獎，有人認為「並非完全意外或純屬震驚之事」，但真的聽到獲獎的消息，沙爾龐捷還是愣了。「我已經獲得了很多獎項，這也是你會聽到的事，但你並不能真正將其同自己聯繫起來，」沙爾龐捷在揭曉獎項的新聞發布會電話連線時表示，「真正發生的時候，你還是會很意外，感覺不像是真的。」
據新華社報導，截至2019年，在183位諾貝爾化學獎得主中，女性有5位，其中居裡夫人（瑪麗·居裡）和英國科學家多蘿西·克勞福特·霍奇金分別在1911年和1964年獨享這一獎項。如今，隨著沙爾龐捷和杜德納的獲獎，該獎項的女性獲獎者已增至7位。
值得注意的是，沙爾龐捷和杜德納還是第一組聯合獲得諾貝爾化學獎的女性獲獎人，兩人將分享總計1000萬瑞典克朗（約合人民幣760萬）的獎金。沙爾龐捷在發布會上還表示：「我希望這能給那些想要走科學道路的年輕女性積極正面的信息，向她們展示科學界的女性也能通過她們所做的研究產生影響力。」
紅星新聞記者 林容
編輯 李彬彬
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