重磅揭曉！第一次，諾貝爾化學獎授予兩位女科學家

導讀：她們開發了基因技術中最銳利的工具之一：CRISPR/Cas9「基因剪刀」。利用這些技術，研究人員可以極其精確地改變動物、植物和微生物的DNA。

來 源丨21世紀經濟報導（ID：jjbd21）綜合自中國新聞網、參考消息、世界頂尖科學家論壇、果殼、e公司官微、愛範兒、公開信息

當地時間10月7日，瑞典皇家科學院將2020年諾貝爾化學獎授予法國科學家埃曼紐爾·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)和美國科學家詹妮弗·杜德納(Jennifer A.Doudna)，以表彰她們在基因編輯技術方面的貢獻。

回首過去的得獎者們，在收穫榮耀與財富之前，他們的孤獨與挫敗也曾無人知曉，但人生的失意，並沒有澆滅他們追求科學的熱忱;也有很多科學家與諾獎失之交臂，留下人生遺憾，但他們的成果，仍讓今天的人們受益。

人物速覽

2位獲獎者是什麼來頭?

據諾貝爾官網介紹，卡彭蒂耶於1968年出生於法國奧爾日河畔瑞維西，是德國柏林馬克思·普朗克病原學研究室主任;杜德納於1964年出生於美國華盛頓特區，是美國加州大學伯克利分校教授，霍華德·休斯醫學研究所研究院。

埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶 (Emmanuelle Charpentier)1968年12月11日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。EmmanuelleCharpentier被譽為「基因編輯之母」，已經獲得10項久負盛名的科學獎項，目前擔任德國馬普學會感染生物學研究所所長，過去20年在5個不同的國家、9所不同的大學工作過。

詹妮弗·杜德納(Jennifer Doudna)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。JenniferA. Doudna還曾在2016年獲得世界傑出女科學家成就獎。

華裔科學家張鋒其實也對 CRISPR 的發展和應用做出過重要貢獻，但是因為卡彭蒂耶和杜德納是 CRISPR 的奠基者，而諾貝爾可能更傾向於頒給新技術領域的開創者。

諾貝爾化學獎頒布直播截圖。圖｜nobelprize.org

不過，兩人同時也深陷關於CRISPR-Cas9技術的專利戰，而專利權的歸屬，以及由此引發的深層次倫理和社會問題，也引起了學界的廣泛爭議。

CRISPR-Cas9，鏈球菌抵禦病毒的自然免疫系統。當病毒感染細菌時，會把有害的DNA送到細菌內部。如果細菌能在感染中存活，那麼其基因組中也會嵌入一段病毒的DNA，這段DNA就像是病毒的存儲器。該DNA能保護細菌免受新的感染。

CRISPR/Cas9基因剪刀。

二人的獲獎理由為「開發了一種基因組編輯方法」。

據介紹，她們開發了基因技術中最銳利的工具之一：CRISPR/Cas9「基因剪刀」。利用這些技術，研究人員可以極其精確地改變動物、植物和微生物的DNA。

諾獎官網稱，這項技術對生命科學產生了革命性的影響，可以幫助研究者開發新的癌症療法，並使治癒遺傳疾病的夢想成為現實。

瑞典皇家科學院院士佩爾尼拉·維通斯塔夫斯戴德（Pernilla Wittung Stafshede）是這樣評價她們的基因技術的：「這項技術能夠讓你在任何希望的地方切割DNA，這給生命科學帶來了革命性的影響。」

在過去，人們若要發現生命的內部運作原理，就必須得修飾細胞中的基因，但這是一項耗時、困難、幾乎不可能的工作。

現在，她們可以在幾周內就更改生物的生命周期。

諾貝爾化學委員會主席克拉斯·古斯塔夫森說道：這種遺傳工具擁有巨大的力量，它將影響我們所有人。因為它不僅使基礎科學發生了革命性的變化，而且還將在未來製造出開創性的新療法。

這將生命科學帶入了一個新的時代。

基因編輯是什麼？

在許多人眼中，基因編輯更接近生理學或醫學領域，而不是化學。對此，華東師範大學化學與分子工程學院教授姜雪峰，向WLF分析了為什麼基因編輯能夠拿化學獎。

「基因的本質就是化學，因為基因是DNA上的一個片段，本質上嘌呤嘧啶的雜環、脫氧核糖還有磷酸的規律組合形成的價鍵和動態的相互作用，來實現的連接、複製、表達，它的本質是歸於化學的。」姜雪峰介紹說。

在諾貝爾化學獎揭曉前，姜雪峰就預測CRISPR基因編輯會獲獎：「目前化學兩個最重要的突破，一個是材料領域，另一個就是在生命領域。去年的化學獎頒給了鋰電池的發現者，所以我估計今年不會連續給材料，應該給生命化學。尤其在今年的疫情之下，在生命化學領域，對包括病毒、癌症這些疾病的治療，我認為最具潛力、最耀眼的就屬CRISPR技術，所以我預測今年的諾貝爾化學獎可能給它。」

那麼，基因編輯究竟是什麼，我們可以來看看果殼的這個科普視頻：

視頻來源：果殼

Crispr基因剪刀是怎樣的？我們再來看看中國科普博覽的這個科普視頻：

以下視頻來源於

科學大院

CRISPR的發展與爭議

CRISPR基因編輯系統的故事還要從一座名為聖波拉（Santa Pola）的地中海小城說起。30年前，一位名為Francisco Mojica的年輕人在當地的一所大學開始攻讀博士學位，而他的研究對象，就是聖波拉海灘上發現的一種古細菌。

CRISPR基因編輯的誕生，離不開Francisco Mojica教授的發現（圖片來源：BBVA Foundation）

在分析這種古細菌的DNA序列時，年輕的Mojica觀察到了一個有趣的現象——這些微生物的基因組裡，存在許多奇怪的「回文」片段。這些片段長30個鹼基，而且會不斷重複。在兩段重複之間，則是長約36個鹼基的間隔。對於這種具有規律性的重複，Mojica後來給它起了一個拗口的名字「常間回文重複序列簇（Clustered Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats）。不過它的縮寫好記多了，它就是本文的主角CRISPR。

事實上，這並不是人類首次發現CRISPR序列。早在1987年，一支日本團隊（石野良純教授為第一作者）就已發表論文，表明大腸桿菌裡也有類似的序列。不少科學家認為，這是人類首次知道CRISPR序列的存在。然而，這支日本團隊當時並沒有對CRISPR序列進行詳細的研究，因此它的功能還不為人所知曉。

自CRISPR-Cas9基因編輯技術誕生以來，科學家們對其進行了大量的優化與改造。一方面，現在的CRISPR基因編輯技術可以變得更精準，帶來更少的脫靶效應（指修改了不應修改的基因）；另一方面，CRISPR系統也已經超越了DNA，能夠對RNA進行有效編輯。

此外，初代的CRISPR技術涉及DNA雙鏈的斷裂，會引起潛在的風險。如今，科學家們基於CRISPR體系，已經開發出了「單鹼基」基因編輯系統，能夠對基因進行「微調」。如果說以前的基因編輯，是把書的一頁紙撕下，再粘上一頁新的紙的話，這種「單鹼基」基因編輯系統，就好像是把書頁上的錯別字給單獨修改，有著更高的精度。

當然，圍繞著CRISPR的爭議也不少。自這項技術問世以來，有關CRISPR基因編輯技術的專利就一直是個熱議的問題，迄今也沒有得到完美解決。

A股基因板塊市值超萬億

在A股中有不少上市公司涉足基因概念，主要有基因測序、檢測試劑，及相關服務等細分領域。

去年諾貝爾化學獎頒給了鋰電池的三位發明者，隨後A股鋰電池板塊迎來一波炒作。當前科技股正處在風口浪尖，此次諾貝爾化學獎頒給了「基因編輯」發現者，A股基因測序等概念股是否被再度炒作？

華大基因一直被視為基因概念龍頭股，公司是國內唯一參加人類基因組計劃的公司，作為全球最大的基因測序中心，華大基因擁有世界最大規模的測序通量，並不斷強化產業鏈上遊布局。華大基因業務布局生育健康類服務、腫瘤防控類服務、病原感染類服務、多組學大數據與合成業務、精準醫學檢測綜合解決方案等5大板塊。

此外，美年健康、金域醫學、華測檢測、達安基因、邁克生物、貝瑞基因等基因概念股受到普遍關注。目前，A股基因板塊市值已經超過萬億元。

據專業分析機構預測，基因檢測行業是精準醫療的重要組成部分，隨著經濟的快速發展，作為人口大國，我國基因檢測發展迅速，2018年我國基因檢測行業規模將達到603.29億元，預計2020年市場規模有望達到1015.49億元，複合增長率將達到37.87%。

「數」說歷史上的諾貝爾化學獎

1895年11月27日，瑞典著名化學家、硝化甘油炸藥發明人阿爾弗雷德•伯恩哈德•諾貝爾（AlfredBernhard Nobel）籤署了遺囑，將自己遺產的大部分設立了一系列獎項，即諾貝爾獎。根據他的意願，其中一部分頒給「做出最重要的化學發現或改進的人」。

諾貝爾化學獎首次頒發是在1901年，獲獎者是荷蘭化學家雅各布斯•亨裡克斯•範託夫，表彰其在發現溶液中的化學動力學法則和滲透壓規律以及對立體化學和化學平衡理論作出的貢獻。

最年長——97歲

截止目前，最年長的諾貝爾化學獎得主是約翰⋅古迪納夫（John B.Goodenough），他在2019年獲得化學獎時已經97歲。古迪納夫也是目前為止獲得諾貝爾獎時年齡最大的科學家。在此之前，這個紀錄由96歲高齡獲得2018年諾貝爾物理學獎的阿瑟·阿什金保持。

最年輕——35歲

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-居裡一同獲獎，當時他年僅35歲。1934年，弗雷德裡克•約裡奧-居裡和妻子在《自然》雜誌上發表一篇名為《一種新型放射性元素的人工產生》的論文。憑藉這篇論文，他們夫妻二人榮獲了1935年的諾貝爾化學獎。

家族

居裡夫婦一家是最成功的「諾獎家族」。1903年，瑪麗•居裡和丈夫皮埃爾•居裡共同獲得諾貝爾物理學獎。1911年，瑪麗•居裡獲諾貝爾化學獎。1935年，瑪麗•居裡的女兒伊雷娜•約裡奧-居裡和丈夫弗雷德裡克•約裡奧-居裡獲得諾貝爾化學獎。

111次

1901年至2019年，諾貝爾化學獎共頒布了111次。期間1916、1917、1919、1924、1933、1940、1941和1942共8年沒有頒發。

183人

1901年至2019年，共有184位諾貝爾化學獎獲得者，其中弗雷德裡克•桑格（FrederickSanger）（1918年8月13日-2013年11月19日）是唯一一位獲得過兩次諾貝爾化學獎的人，分別在1958年和1980年。這也意味著，實際上獲得諾貝爾化學獎的人數是183人。

63次

在被頒出的111次諾貝爾化學獎中，有63次只頒給了一位獲獎者，23次同時頒給兩人，25次同時頒給三人。

5名女性

歷史上共有5名女性獲得過諾貝爾化學獎。

1911年，瑪麗•居裡獲諾貝爾化學獎。

1935年，伊雷娜•約裡奧-居裡和丈夫弗雷德裡克•約裡奧-居裡一同獲獎。

1964年，英國生物化學家多蘿西•瑪麗•霍奇金獲獎。

2009年，以色列科學家阿達•約納特和另外兩人一同獲獎。

2018年，美國科學家弗朗西斯•阿諾德和另外兩人一同獲獎。