60後女科學家獲2020年諾貝爾化學獎，她們開發了基因組編輯方法

當地時間10月7日，瑞典皇家科學院常任秘書戈蘭·漢松宣布，將2020年諾貝爾化學獎授予埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和詹妮弗·杜德納（Jennifer A. Doudna），以表彰她們「開發了一種基因組的編輯方法」，兩位獲獎者將分享1000萬瑞典克朗（約合人民幣760萬元）的獎金。

兩名獲獎科學家。/ 諾貝爾獎官方網站截圖

根據諾貝爾獎官方網站消息，2020年諾貝爾化學獎的兩名獲獎者均為女性，她們的研究為生命科學創造出革命性影響。

這項研究到底是什麼？

當地時間10月7日，瑞典皇家科學院常任秘書戈蘭·漢松在宣布2020年諾貝爾化學獎得主時表示，「今年的獎項是關於重寫生命準則的」。

根據諾貝爾獎官方網站消息，2020年諾貝爾化學獎得主埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶和詹妮弗·杜德納發現了基因研究中最銳利的工具之一，即CRISPR/Cas9「基因剪刀」。

通過這項技術，研究人員可以極其精確地改變動物、植物和微生物的DNA，對生命科學產生了革命性的影響，不僅能夠幫助研究人員開發新的癌症療法，還能夠使治癒遺傳性疾病的夢想成為現實。

那麼，CRISPR/Cas9「基因剪刀」究竟是什麼呢？

北京理工大學醫工融合研究院首席科學家鄧玉林在接受新京報記者採訪時表示，CRISPR/Cas是細菌在長期演化過程中形成的一種適應性免疫防禦系統，這個系統可以在自然形態下識別出病毒的DNA片段，並通過一種特殊的酶破壞入侵的病毒。

CRISPR/Cas9「基因剪刀」則是一種工具，它能夠幫助研究人員找到DNA片段，並將其剪斷，使研究人員能夠打開或關閉基因，甚至對其進行修復和替換。

這項研究是如何被發現的？

根據諾貝爾獎官方網站消息，如果研究人員想要了解生物內部的運作方式，就需要對細胞內的基因進行修正，但這非常耗時，也很困難，有時甚至是一項不可能完成的任務。然而，通過CRISPR/Cas9「基因剪刀」技術，一切都變得簡單了。

不過，這項技術是偶然被發現的。當卡彭蒂耶對化膿性鏈球菌進行研究時，她發現了一個未知的分子tracrRNA。在隨後的研究中，卡彭蒂耶證明了tracrRNA是CRISPR/Cas免疫系統的一部分，它可以通過裂解病毒的DNA來除掉病毒的「武器」。

卡彭蒂耶隨後於2011年發表了她的研究成果。同年，她開始與2020年諾貝爾化學獎的另一名得主杜德納合作。她們二人成功在試管中再造了細菌的基因剪刀，並簡化了剪刀的分子組成，使其更容易被使用。

CRISPR/Cas9「基因剪刀」技術。/ 諾貝爾獎官方推特截圖

根據諾貝爾獎官方網站消息，儘管CRISPR/Cas9「基因剪刀」能夠在其自然形態下識別出病毒中的DNA，但卡彭蒂耶和杜德納二人的研究證明，CRISPR/Cas9「基因剪刀」技術是可以被控制的，甚至能夠在一個預定的位置切斷任何DNA分子。

自卡彭蒂耶和杜德納於2012年發現基因剪刀技術，它們的使用頻次激增。這一工具促成了基礎研究中的許多重要發現。目前，植物研究人員已經能夠培育出耐黴、害蟲和乾旱的作物。

這項研究在日常生活中有哪些應用？

當地時間10月6日，瑞典皇家科學院諾貝爾化學獎委員會主席克拉斯·古斯塔夫松表示，「CRISPR/Cas9『基因剪刀』擁有著巨大的力量，它影響著我們所有人，不僅徹底改變了基礎科學，還為醫學研究提供了開創性的治療方法」。

古斯塔夫松強調，「這一工具為人類提供了機會，不過，我們必須非常謹慎地使用它」。

對於這項技術在日常生活中的應用，鄧玉林表示，CRISPR/Cas9「基因剪刀」技術可以應用在多個領域。首先是在疾病治療方面，這項技術或將使治癒遺傳性疾病變成現實；其次，還能促進位藥的發展，並應用於生物醫學檢測；最後，通過基因編輯技術，我們還能在未來的生活中將細胞作為機器，組建一個「細胞工廠」，生產任何我們需要的物質和材料。

但鄧玉林同時強調，CRISPR/Cas9「基因剪刀」技術存在著一定爭議。若將這一技術應用在生殖基因改造領域，必須非常慎重，因為這項技術對未來人類發展帶來的潛在影響還需進一步觀察。

獲獎者究竟是誰？

根據諾貝爾獎官方網站消息，埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶生於1968年，現任德國馬克斯·普朗克病原學研究室主任。

埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶。/ 諾貝爾獎官方推特截圖

另一名獲獎者詹妮弗·杜德納於1964年出生，1989年獲得哈佛醫學院博士學位，現就職於加州大學伯克利分校。

詹妮弗·杜德納。/ 諾貝爾獎官方推特截圖

在獎項公布後，諾貝爾獎委員會特別連線了卡彭蒂耶。當被問及得知獲獎後的心情時，卡彭蒂耶表示，「我非常激動」。由於這是首次兩名女性科學家共同獲得諾貝爾化學獎，卡彭蒂耶對此強調，「希望我獲得的獎項，能夠為那些正在研究科學的年輕女性帶來積極影響」。

不過，在CRISPR/Cas9「基因剪刀」技術的獎項中，令人遺憾的是華裔科學家張鋒未能共同獲獎。

據美國周刊《科學日報》報導，華裔科學家張鋒是將CRISPR/Cas9「基因剪刀」技術應用在人體細胞中的第一人，不僅率先獲得了美國專利，還被視為是諾貝爾化學獎的熱門人選之一。

對於張鋒未能共同獲獎的原因，有消息稱，雖然他在CRISPR的應用上做出了巨大貢獻，但大多數基礎性研究工作是由卡彭蒂耶和杜德納2位科學家共同完成，因此更有資格獲得諾貝爾化學獎。

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數字中的諾貝爾化學獎

35歲

根據諾貝爾獎官方網站消息，諾貝爾化學獎最年輕的得主是弗雷德裡克約裡奧-居裡。1935年，他與妻子伊雷娜約裡奧-居裡共同獲獎，當時他年僅35歲。

97歲

截至目前，最年長的諾貝爾化學獎得主是約翰·古迪納夫，他在2019年獲獎時已經97歲。與此同時，古迪納夫是諾貝爾獎所有獎項中年齡最大的科學家。

111次

1901年首次頒獎以來，諾貝爾化學獎共頒發了111次，期間1916、1917、1919、1924、1933、1940、1941和1942共8年沒有頒發諾貝爾化學獎。

184人次

1901年至2019年，共有184人次獲得諾貝爾化學獎。由於英國生物化學家弗雷德裡克·桑格在1958年和1980年兩次獲獎，因此實際獲獎人數為183人。

諾貝爾化學獎近五年得主

2019年，諾貝爾化學獎授予了3位科學家，分別是美國科學家約翰·古迪納夫、斯坦利·惠廷厄姆和日本科學家吉野彰，以表彰他們在鋰離子電池研發領域作出的貢獻。

2018年的諾貝爾化學獎頒給了美國科學家弗朗西斯·阿諾德、喬治·史密斯及英國科學家喬治·溫特，以表彰他們在「酶的定向進化」，以及「多肽與抗體的噬菌體展示技術」等領域做出的傑出貢獻。

2017年，諾貝爾化學獎被授予雅克·迪波什、約阿基姆·弗蘭克和理察·亨德森，以表彰他們發展了冷凍電子顯微鏡技術。

2016年度諾貝爾化學獎授予法國科學家皮埃爾·索維奇、美國科學家弗雷澤·斯託達特和荷蘭科學家伯納德·費林加，獲獎理由是「分子機器的設計與合成」。

2015年，託馬斯·林道爾、保羅·莫德裡奇以及阿奇茲·桑卡3位科學家，憑藉「DNA修復的細胞機制研究」而獲得諾貝爾化學獎。

文/雅卓