重磅！CRISPR 斬獲諾貝爾化學獎！兩位女科學家獲獎

北京時間 2020 年 10 月 7 日下午 5 點 45分，2020 年諾貝爾化學獎（「理綜獎」）重磅公布，頒給法國微生物學家Emmanuelle Charpentier和美國生物學家Jennifer Anne Doudna，以表彰她們開發了一種基因組編輯方法。兩位獲獎者將平分1000萬瑞典克朗（約760萬人民幣）獎金。

埃馬紐埃爾·夏彭蒂耶（法語：Emmanuelle Charpentier），生於法國的奧爾日河畔於維西，法國微生物學家，遺傳學家和生物化學家。她因與詹妮弗·杜德納等人開發CRISPR技術而知名。

詹妮弗·杜德納（Jennifer A. Doudna）, 1964年出生，美國生物學家，加州大學伯克利分校的化學和分子生物學與細胞生物學教授。其在加州的波莫納學院(Pomona College)學習生物化學，跟隨諾貝爾生理學或醫學獎獲得者Jack Szostak從事RNA研究；在科羅拉多州從事博士後研究，獲得了X射線衍射確定RNA三維原子結構的成功；2012年她與其同事合作發文介紹了一種稱為CRISPR/Cas9的基因組編輯技術，時至今日這種技術已經風靡全球。

張鋒失之交臂

CRISPR-Cas9是繼ZFN、TALENs等基因編輯技術推出後的第三代基因編輯技術，短短幾年內,CRISPR-Cas9技術風靡全球, 成為現有基因編輯和基因修飾裡面效率最高、最簡便、成本最低、最容易上手的技術之一，成為當今最主流的基因編輯系統。

CRISPR-Cas系統是原核生物的一種天然免疫系統。某些細菌在遭到病毒入侵後，能夠把病毒基因的一小段存儲到自身的 DNA 裡一個稱為 CRISPR 的存儲空間。當再次遇到病毒入侵時，細菌能夠根據存寫的片段識別病毒，將病毒的DNA切斷而使之失效。

CRISPR技術自問世以來，就一直被諾獎候選的光環所圍繞。為了CRISPR的專利歸屬權，Doudna和Charpentier曾與華裔科學家張鋒對簿公堂。但本次張鋒卻與諾獎失之交臂，令人唏噓。

2012年8月，詹妮弗·杜德娜（Jennifer Doudna）和埃瑪紐埃爾·卡彭蒂耶（Emmanulle Charpentier）率先發表論文，證實細菌來源的CRISPR系統可以切割目的DNA，用於基因編輯。

7個月後的2013年2月，張鋒發表論文，成功改造CRISPR系統，實現了在哺乳動物細胞（包括人類細胞）中的基因組編輯。

華裔科學家張鋒

因為CVC團隊最初的論文中並未提及CRISPR系統可用於真核細胞，美國專利商標局於2014年授予了張鋒團隊CRISPR系統應用於真核細胞的專利。2016年CVC團隊向美國聯邦法院提起上訴，但被法院駁回。

此後CVC團隊繼續申訴，專利審判和上訴委員會（PTAB）再次介入，PTAB將誰先在真核細胞中成功證明CRISPR有效作為關鍵證據，因此給予了張鋒團隊優先權。

長久以來，許多關注CRISPR專利戰的人都希望張鋒團隊和CVC團隊能夠達成和解，但事實上這幾乎不可能。因為目前來看，幾乎所有的CRISPR領域的突破都來自張鋒為代表的Broad研究所的支持，如果CVC團隊獲勝，張鋒團隊最差也是與其共享CRISPR在真核細胞中應用的專利，但如果CVC團隊失敗，他們幾乎就沒有什麼有價值的專利了。

諾貝爾理綜獎小知識

1895 年 11 月 27 日，阿爾弗雷德·諾貝爾(Alfred Nobel)籤署了他的最後遺囑，將他最大的一部分財產用於一系列獎項，即諾貝爾獎。正如諾貝爾的遺囑所描述的那樣，其中一部分獻給「在化學領域做出最重要發現或改進的人」。

化學是與阿爾弗雷德·諾貝爾工作聯繫最緊密的科學。諾貝爾發明的發展以及所採用的工業過程都是建立在化學知識的基礎之上的。同時，化學領域也是諾貝爾在遺囑中提到的第二個獲獎領域。

化學更像處於不同科學領域交接的中心位置，一邊接近為其提供理論基礎的物理學，另一邊又接近生物學，因為生物學科其實是整個化學學科最複雜領域的延伸。

事實上，前十年的三位獲獎者，亨裡卡斯·范霍夫， 阿倫尼烏斯和威廉·奧斯特瓦爾德，通常被認為是化學的一個新分支——物理化學的創始人。此外，諾貝爾委員會表現出極大的開放性和遠見，認識到了另一個邊界，即對生物學的認識，並在 1907 年將獎項授予了畢希納，以表彰他對生化的研究。

諾貝爾化學獎的領域突破主要集中在 20 世紀。在此期間，化學學科領域有著新的定義與界定，學科分支得到了新突破，包括在先前學科——物理化學基礎上的進展，以及發展出的其他子類，如化學熱力學，化學變化，化學結構，有機化學，以及一些生物化學領域。當然，這些不同領域之間的邊界是分散的，因此許多獲獎者會在不止一個地方被提及。

諾貝爾化學獎的前一百年的歷史為現代化學的發展描繪了一幅美麗的藍圖。這些獎項涵蓋了從理論化學到生物化學的所有基礎化學科學領域，也有一些在應用化學方面做出的貢獻。

從頒獎數量來看，有機化學佔主導地位，有不少於 25 個獎項。此外，有機化學的大量獎項是授予對日益複雜的自然產物的化學研究，因此接近生物化學。

在化學領域的另一端，物理化學，包括化學熱力學和動力學，佔主導地位， 14 個獎項，但理論化學也有 6 個獎項。化學結構是另一個有 8 個獎項的大領域，包括方法發展獎以及確定大型生物分子或分子複合物的結構獎。工業化學在 1931 年首次被認可(Bergius, Bosch)，但最近的許多基礎貢獻獎都與工業應用相近，例如聚合物化學。

根據 20 世紀諾貝爾化學獎的發展趨勢，可以預見，在 21 世紀，隨著計算機技術的發展，理論化學和計算化學將會蓬勃發展，生物系統的研究可能會變得更加重要，從單個大分子轉向大型交互系統，例如化學信號和包括大腦在內的神經功能。

歷年諾貝爾化學獎

諾貝爾化學獎自 1901 年開始頒發，截至 2019 年，諾貝爾化學獎已經授予 184 位獲獎者。由於弗雷德裡克·桑格獲得過兩次諾貝爾化學獎，因此自 1901 年以來已有 183 人獲得諾貝爾化學獎。

由於第一次和第二次世界大戰，1916 年、1917 年、1919 年、1924 年、1933 年、1940 年、1941 年和1942 年，有 8 次諾貝爾化學獎暫停頒發。

諾貝爾化學獎的共享記錄

63 次化學獎只頒發給一位獲獎者。

23 次化學獎項由兩位獲獎者共享。

25 次化學獎項由三位獲獎者共享。

最年輕的化學諾獎得主

迄今為止，最年輕的諾貝爾化學獎得主是弗雷德裡克·約裡奧(Frederic Joliot) 。1935 年，35 歲的他與妻子伊雷娜·約裡奧-居裡(Irene Joliot-Curie)一起獲得諾貝爾化學獎。

最年長的化學諾獎得主

迄今為止，最年長的諾貝爾化學獎得主是約翰·古德諾，他在 2019 年獲得諾貝爾化學獎時已經 97 歲了。他也是所有諾貝爾獎中年齡最大的獲獎者。

化學諾獎的女性得主

迄今為止，在 183 位諾貝爾化學獎得主中，有 5 位是女性。

1911 年，居裡夫人(也獲得了 1903 年諾貝爾物理學獎)；

1935 年，伊雷娜·約裡奧-居裡(居裡夫人的女兒)；

1964 年，多羅西·克勞福特·霍奇金；

2009 年，阿達·尤納斯；

2018 年，弗朗西絲·阿諾德

多次被授予諾貝爾獎的化學家

居裡夫人：1903 諾貝爾物理學獎和 1911 年諾貝爾化學獎；

萊納斯·卡爾·鮑林：1954 諾貝爾化學獎和 1962 年諾貝爾和平獎；

弗雷德裡克·桑格：1958 諾貝爾化學獎和 1980 年諾貝爾化學獎；

諾貝爾化學獎家庭得主

在諾貝獎的頒發方面，居裡夫婦一家可謂是最成功的家庭。

瑪麗·居裡和皮埃爾·居裡這對夫妻搭檔獲得 1903 年諾貝爾物理學獎。瑪麗·居裡本人則在 1911 年第二次獲得諾貝爾獎（諾貝爾化學獎）。

居裡夫人

瑪麗·居裡和皮埃爾·居裡夫婦的長女艾琳·約裡奧-居裡，和她的丈夫弗雷德裡克·約裡奧一起被授予 1935 年諾貝爾化學獎。小女兒伊芙·居裡(Eve居裡)為聯合國兒童基金會工作，嫁給了亨利·r·拉布維塞(Henry R. Labouisse)。1965 年，他代表聯合國兒童基金會接受了諾貝爾和平獎。

其他獲得諾貝爾獎的家庭得主（其中至少包含一名諾貝爾化學獎得主）
漢斯·馮·歐拉-切賓(父親)，1929 年諾貝爾化學獎得主；

烏爾夫·馮·歐拉(兒子)，1970 年諾貝爾生理學或醫學獎得主；
阿瑟·科恩伯格(父親)，1959 年諾貝爾生理學或醫學獎得主；

羅傑·科恩伯格（兒子），2006 年諾貝爾化學獎得主。

近年獲獎記錄一覽

2019 年諾貝爾化學獎

美國得州大學奧斯汀分校 John B Goodenough 教授、紐約州立大學賓漢姆頓分校 M.stanley Whittlingham 教授和日本化學家 Akira Yoshino ，以表彰其在鋰離子電池的發展方面作出的貢獻。

2018 年諾貝爾化學獎

美國科學家弗朗西斯·阿諾德（Frances H. Arnold）、美國科學家喬治·史密斯（George P. Smith）及英國科學家格雷戈裡·溫特（Gregory P. Winter），以表彰他們在酶進化控制研究等領域的貢獻。

2017 年諾貝爾化學獎

瑞士洛桑大學的 Jacques Dubochet 、美國哥倫比亞大學的 Joachim Frank 和英國劍橋大學的 Richard Henderson ，三者將均分 900 萬瑞士克朗的獎金。他們的獲獎理由是 「研發冷凍電子顯微鏡，用於測定溶液中生物大分子高解析度結構」。

2016 年諾貝爾化學獎

法國科學家 Jean-Pierre Sauvage 、美國科學家 J. Fraser Stoddart 和荷蘭科學家 Bernard L. Feringa ，他們的獲獎理由是「分子機器的設計與合成」。

2015 年諾貝爾化學獎

託馬斯·林達爾（Tomas Lindahl）、保羅·莫德裡奇（Paul Modrich）以及阿齊茲·桑賈爾（Aziz Sancar）因為描述並解釋了細胞修復 DNA 的機制以及對遺傳信息的保護措施，而被授予了 2015 年的諾貝爾化學獎。

排版：鄒靜雯
編審：王新凱
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