首次女性科學家共享的諾貝爾獎——2020化學獎

革命性的基因編輯技術肯定能獲獎，只是會頒給誰？2020年諾貝爾化學獎頒給美國伯克利大學的生物化學家Jennifer Doudna和德國馬普所感染生物研究所的微生物學家法國人Emmannuelle Charpentier。由於她們在2012年發現了細菌免疫系統的CRISPR，並將其作為基因編輯器。

此次的化學獎創造了歷史，只頒給了女性科學家。這對從事科技工作的女生來講，是一個極大的鼓舞，雖然諾貝爾獎離我還是很遠的。但兩位女科學家獨獲諾貝獎對我們這一代的女性和未來年輕的女性科技工作者來講，無疑是一個令人振奮的事情：專注於本職的工作，只要有價值一樣會被世界認可！

//包括居裡夫人，只有7位女性科學家獲得諾貝爾化學獎

「快速」獲獎的研究成果

相對於諾貝爾其他獎項，此次基因編輯獲獎的成果仿佛是昨天發生的。按照時間來看，以及對照其他大多數的諾獎成果，這項成果很快就獲得了認可，2012年發表成果，2020年獲獎，相對於C肝研究的科學家經歷近30年才獲得諾貝爾獎，這可以說是非常快的。而上一次這麼幸運的大概是生理或醫學領域的成體細胞重編程的日本科學家Shinya Yamanaka，2006年發表研究成果，2012年獲得諾貝爾醫學獎。

Cherpentier於2011年發表了其第一篇關於CRISPR的論文，於當年的 3月在波多黎各的一個學術會上碰到了Doudna，然後兩人相約海灘散步，散步時擦出了「諾獎火花」。隨後兩人合作研究並在2012年發表了今年諾獎的文章，研究展示了一種叫Cas9的細菌酶可以剪切試管中的DNA漂浮物。關鍵的是，Cas9能和定製設計的分子CRISPR相關RNAs配對，這樣就可以將酶引導至DNA分子的任意位置，就像是獵狗引導偵探追捕逃犯一樣。

基因剪刀的「兩面性」，造福與濫用

在2位獲獎者的裡程碑式的研究成果發表後的6年時間，就有科學家就在實驗室裡實現了對人類細胞的編輯，也有初創公司開始了臨床研究用CRISPR治療鐮刀細胞疾病，B再生障礙貧血，和先天性眼盲症。還有很多的臨床研究在陸續的計劃中，比如治療杜氏肌營養不良，囊泡性纖維症，I型糖尿病，血友病等。基於CRISPR的工作特點，一些DNA缺陷的遺傳性疾病有望通過修正缺陷DNA從而治癒這些遺傳性疾病。說明2位獲獎者的研究成果奠定了基因編輯的發展拐點。雖然之前在CRISPR之前，也有其他工具如鋅指酶和TALENS等，但這些工具既耗時耗力、又費錢、還容易出錯，因此並沒引發基因編輯行業的快速發展。

CRISPR包括有引導分子RNA和剪切DNA的酶，可以通過2種方式發揮作用。當引導分子將剪切酶引導至細胞中病變的基因位置時，剪切酶就剪掉發生病變的問題DNA片段。如果只需要剪掉DNA，CRISPR分子就會留在那兒。還有一種，就是修改基因，先去除問題片段，然後修改為正確片段。一段無突變、健康的DNA片段就整合進剪切位點，替代原先的、被刪除的問題片段。

CRISPR-Cas9肯定能獲獎，是因為，基因編輯既是革命性突破，也是引發廣泛爭議的一個工具。

說其是革命性的突破。俗稱為「基因剪刀」的CRISPR不僅可以用於植物研究，研究抗旱、抗蟲的農作物等，還可以用於醫學研究，比如癌症治療，遺傳性疾病的治癒方法等。雖然CRISPR不像每個字節那麼精確，但仍不妨礙它是一個革命性的工具，這個工具能幫助科學家通過對基因的編輯研究這些基因在疾病成因、健康促進等方面的作用，研發對應的治療方法或藥物等。

但另一方面，CRISPR也備受爭議，就是其「重寫生命密碼」的能力，可以用於胚胎改造來實現「功能增強」或「特性提升」等非疾病治療。此次獲獎的Doudna除了專注研究，也積極呼籲國際社會負責任地應用「基因剪刀」技術，並推動出臺基因編輯國際倫理規範，支持遺傳學疾病的預防和治療，但反對功能增強等非疾病治療方面的應用。

但是基因編輯「改寫生命密碼」的能力，確實具有實現體育領導「超級運動員」理想的潛能：運動員不僅會遊泳，而且還會跑步。當然，有「超級運動員」，也就可能會有「超級戰士」等等。因此，未來的差距將如何彌補？如果說，現在的差距（人與人，國家與國家等）可以通過勤勞、努力、低成本勞動力等付出以時間的積累來縮小差距，實現階層的躍升。但未來，通過掌握這些尖端科技而出現的「生而不平等」時，差距能縮小嗎？

專利糾紛和獲獎疑雲

提到CRISPR，就無法忽略本次諾獎獲得者和張峰同學的專利官司。2014年，張峰同學所在的Broad研究所獲得了CRISPR專利授權，但Doudna所在的加州大學（UC）沒有。UC非常不服決定申訴，但在2018年，UC先後敗訴於專利局上訴委員會和聯邦上訴法院。然後2019年，美國專利局開始第二輪的2家研究機構的專利糾紛聽證，而就在上個月（2020年9月），Doudna和她的同事沒有提交足夠的證明材料表明，CRISPR-Cas9在2012年時能編輯植物和動物基因組。也就是說，在張峰同學2012年12月申請專利前，UC的專利申請中並沒有提交其用於編輯動植物基因組的研究數據和結果。也正是因為這個專利決定，我在之前的預測中將張的名字與Doudna和Charpentier並列。而忽略了，諾獎的遴選並不是以專利為先。不過專利的判決應該可以安撫一些「因為張是華人，所以……」等等不平。

雖然，諾獎規則是最多可以3人並列獲獎，但此次只選了2名合作研究的科學家。主要是因為她們的工作是基因編輯的一個拐點，實現了基因編輯的「簡單、易行、經濟、高效、準確」。當然，一路走來，基因編輯的研究者眾多。有完全由於個人興趣開始的Francisco Mojica，他就是想弄清楚一種耐鹽細菌中奇怪的重複序列到底是什麼情況，而按照「自然」雜誌的評價，沒有Mojica就有CRISPR（但當年，《自然》可是無情的拒絕人家投稿的）。所以，為張同學惋惜的人是不是心理會好受一些？也有因為防禦生化戰爭的從事軍事研究的Giles Vergnaud，本意是發展基於微生物種類間細微遺傳學差別來追蹤病原體來源。還有為了提高酸奶產量的食品工業的科學家Philippe Horvath等等。

哈佛大學的科學家George Church（他和張峰同期分別研究將CRISPR用於編輯哺乳動物細胞的科學家，張峰在Church的實驗室做的博士後）說，雖然他們的研究成果對行業也很有意義，但他不認為他和張會因為此次沒有獲獎而感到沮喪。這是因為，評審委員會由於Charpentier and Doudna的科學發現而授予化學獎，但他和張做的是發明工作。因此，獲獎秘籍是從事基礎研究。不過，Church認為，張峰是一個非常有創新思維的年輕科學家，即便這次沒有獲獎，在未來也肯定會有機會至少1次，甚至是向居裡夫人那樣2次獲得諾貝爾科學獎。

CRISPR研究的啟示

「新想法、新技術冒尖的時候，通常不被看好，不被理解，甚至被退稿」

就連國際頂級的學術期刊面對創新也是如此。前述的完全基於個人興趣的西班牙科學家Mojica在2003年將CRISPR研究成果寫成論文，投給了《自然》，結果當場被拒（多年後，評價人家為「沒有Mojica就沒有CRISPR」）；然後2014年1月份，投給了《美國國家科學院院刊》，連送審的機會都沒給；接下來相繼被《分子微生物學》、《核酸研究》給拒了。最後沒辦法，只能投給《分子演化雜誌》，並經歷了12個多月的審稿和修訂，這個宣布CRISPR可能功能的研究終於在2005年2月1日得以公開發表。其他幾名早期研究者的研究成果均有類似「退稿遭遇」。當我們鼓勵自由探索，以及敢於研究一些不那麼熱門的方向時，誰去約束那些項目評審專家或雜誌編輯對這些自由探索、生僻領域研究成果的個人偏見呢？

數據科學觸發生命科學領域研究範式的轉變

由過去的先假設再通過實驗論證的範式轉向數據驅動的無假設研究範式。CRISPR位點、功能的發現和tracrRNA的發現都不是由實驗室裡的實驗做出來的，而是來源於大規模的、共享開放基因資料庫的生物信息挖掘。因此，未來生命科學和生物醫學領域，數據能力將是重要的能力。佐證我在《新40年新40企》講話中提到需要關注的4種數據能力（數據的獲取、理解、製造和傳遞）。

研究要趁早，不管在什麼單位

從CRISPR的研究歷程可以看到，這些科學家取得裡程碑式的研究成果的科學家都是在30歲之前完成的，如Mojica, Horvath, Marraffini, Charpentier, Vogel和Zhang等。那我們的很多基金、重大項目政策等是否支持如此年輕科學家的申請？並且一些早期開拓性的研究成果並不是在我們在意的「一流」大學完成的，而是在比如西班牙阿里坎特，法國國防部，食品公司的實驗室，和立陶宛的維爾紐斯等並不知名的地方。

因此，不管我們身在何處，我們都要勇於探索，不懼失敗，不怕不被理解，而享受純粹基於個人興趣的自由探索，或者工作目標的完成，或者企業價值的創造等過程，投入其中，我們都能收穫工作帶來的樂趣和成果。

好了，我們不要抱怨自己所處環境的不好，也無需為張同學抱不平。而是要趁著年輕及時「折騰」，比如像CRISPR道路上的年輕科學家們一樣，選一個自己感興趣、哪怕是生僻的領域，盡情享受探索的過程。即便是此次沒有獲獎，但反正年輕，未來還有大把時間和機會，就像張同學那樣。