合作關係對科學的發展越來越重要

2020-10-27 三聯生活周刊

本文刊載於《三聯生活周刊》2020年第42期，原文標題《合作關係對科學的發展越來越重要》，嚴禁私自轉載，侵權必究

「這兩位科學家的合作起源於她們在一個國際學術會議上的偶然碰面。當時誰也想不到她們在當地咖啡廳的這次偶遇，不但改變了她們的科學生涯，也將生命科學帶入了一個新時代。」

主筆/苗千

鄒曉冬


三聯生活周刊：今年諾貝爾化學獎是關於基因編輯技術。能否用一種比較通俗的語言向讀者介紹這兩位科學家——埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶和詹妮弗·杜德納的獲獎理由？

鄒曉冬：這兩位科學家獲獎是因為她們發現了一種基因編輯中最強有力的技術方法——CRISPR/Cas9基因剪刀。CRISPR/Cas9基因剪刀不但可以對基因進行定點切割，而且還能通過對基因剪刀的編程準確地找到需要切割的DNA位點，並對它進行切割和編輯。CRISPR/Cas9基因編輯技術簡單、快速、精確，應用廣泛，為生命科學提供了能夠改寫生命密碼的工具。研究人員可以通過這一技術非常精準地修改動物、植物和微生物的DNA。這一技術對生命科學產生了革命性的影響，它能夠有助於建立新的癌症療法，並可能使治癒遺傳性疾病夢想成真。

三聯生活周刊：獲獎的科學家一位來自美國，一位來自法國。在做出關鍵發現的過程中，她們兩人之間是合作關係還是競爭關係？

鄒曉冬：她們兩人之間是非常緊密的合作關係。和許多科學發現一樣，基因剪刀的發現也是出乎意料的。卡彭蒂耶是一位微生物專家，她在瑞典于默奧大學（Ume? University）做化膿性球菌的研究中，發現了細菌免疫系統的一個重要部分，一個新的RNA分子——tracrRNA。這一新分子和CRISPR/Cas一起，能夠幫助細菌識別以前受過侵犯的病毒，並切斷外來病毒的DNA，從而避免細菌再受同樣病毒的侵略。為了了解細菌能抵抗病毒的機理，卡彭蒂耶跟加州大學伯克利分校的杜德納建立了合作。杜德納是一位資深的生物化學家，具有豐富的RNA研究經驗。通過對這個系統功能的了解，她們成功地在試管裡重建了細菌的基因剪刀CRISPR/Cas9，並進一步簡化了它的成分，使其更易於使用。更重要的是，她們證明可以對基因剪刀進行重新編程，並控制它對DNA進行定點切割。這是一個具有劃時代意義的實驗。值得一提的是，這兩位科學家的合作起源於她們在一個國際學術會議上的偶然碰面。當時誰也想不到她們在當地咖啡廳的這次偶遇，不但改變了她們的科學生涯，也將生命科學帶入了一個新時代。

今年的諾貝爾化學獎是兩位傑出科學家跨領域合作的成功實例，也證明合作研究對現在的科學發展越來越重要。

三聯生活周刊：CRISPR系統非常有名。但是我想很多人會認為這是更接近於生理學或醫學的研究，而且剛才在發布會上漢森教授也說它是從病毒和免疫系統的研究開始的。從化學的角度來講，它最大的突破在哪兒？也會有人好奇，化學獎的授獎標準是什麼？

鄒曉冬：諾貝爾化學獎是獎勵給在化學領域做出傑出貢獻的科學家。這次的化學獎是獎勵這兩位科學家開發了CRISPR/Cas9基因編輯方法。生物化學在研究CRISPR/Cas9基因編輯機理，以及基因剪刀的開發過程中都起了關鍵性的作用，所以卡彭蒂耶和杜德納被授予了化學獎。

三聯生活周刊：從諾貝爾的遺囑來看，他認為物理、化學和生理學或醫學是完全不同的科目。從你的經驗和諾貝爾獎評選的歷史來看，現在這幾個學科的關係是變得更緊密了，還是彼此之間專業的分野更明確了？

鄒曉冬：我認為這三個學科的關係越來越緊密了。現在大部分的研究都需要越來越廣泛的、跨學科的知識，也需要多學科的研究者共同合作。科學研究還需要同時利用很多學科的技術手段。基因編輯方法確實給生命科學帶來了革命。之前很多人預測，CRISPR/Cas9有可能獲得諾貝爾生理學或醫學獎，但它最終獲得了諾貝爾化學獎。

三聯生活周刊：從CRISPR/Cas9技術來講，未來它有沒有進一步被改善的空間？目前它還有哪些局限？

鄒曉冬：任何科學技術都有其自身的局限性，同時也有進一步被改善的空間。因為基因編輯具有重大的意義和潛力，很多科學家都投身於這一領域的研究開發。現在已經有很多新的技術都是在CRISPR/Cas9的基礎上繼續發展產生出來的。中國在這一領域的研究開發也非常領先。

三聯生活周刊：以CRISPR/Cas9為基礎，已經發展出了很多新的技術。

鄒曉冬：不到8年的時間，這一技術已經被普遍應用到了多個研究領域。以CRISPR/Cas9為基礎的基因編輯已經發展出了很多新的技術，應用於對不同系統的編輯。比如原始的CRISPR/Cas9技術主要用於編輯包括細菌在內的微生物的DNA，現在發展出的很多新技術可以編輯植物、動物及人類的DNA，並且還可以對RNA進行編輯。同時新的基因編輯技術也在迅速發展，基因編輯的精確性及效率都在大大提高。

三聯生活周刊：從諾貝爾化學獎的歷史來看，在今年之前一共只有5位女性科學家得過獎，而今年兩位全都是女性，從中能看出女性科學家的獲獎比例在提升。在評選過程中有沒有關於性別因素的考慮，更傾向於女性科學家？

鄒曉冬：根據諾貝爾的遺囑，諾貝爾化學獎要獎勵給在化學領域做出最重要發現或改進的人，同時這些發現或改進能夠最大限度地造福人類。諾貝爾獎評選從不考慮性別，也不考慮種族、國籍、地理因素等等。今年這兩位女性科學家能夠得到諾貝爾獎，完全是因為她們在化學領域做出了傑出的貢獻。之前女性科學家獲得諾貝爾獎的人數確實非常少，兩位女性科學家同時共享諾貝爾獎在歷史上也是首次。女性科學家獲獎比例的提高是與越來越多的女性投入到科學研究領域分不開的。

三聯生活周刊：現在全世界都在關心新冠疫情的發展。從化學家的角度來看，該怎樣幫助抗擊疫情？

鄒曉冬：目前世界各個學科領域的科學家們都在對新冠肺炎及其病毒進行努力研究。從了解新冠病毒感染機理、發展檢測技術、尋找治療方法，到開發疫苗，化學都起著非常重要的作用。比如最近包括詹妮弗·杜德納在內的科學家們開發出了一種以CRISPR/Cas為基礎的，能夠快速、靈敏地檢測新冠病毒的新技術。

（感謝實習記者鍾可整理採訪錄音）

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