美法两位女科学家因基因编辑获化学诺奖：“重写生命密码”

图片来源：诺贝尔奖官网

10月7日，法国科学家沙彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和美国生物学家杜德纳（Jennifer A. Doudna） 因发现新型基因编辑技术获得本年度诺贝尔化学奖。

据诺贝尔奖官网介绍，沙彭蒂耶和杜德纳发现了基因技术最厉害的工具：新型基因编辑技术CRISPR/Cas9基因剪刀。

通过该技术，研究人员能高精度修改动物、植物和微生物的DNA。诺贝尔官网指出，这项新技术对生命科学产生了“革命性影响”，为癌症治疗提供了新思路，也让治愈遗传性疾病的“梦想成真”。

沙彭蒂耶在研究酿脓链球菌时发现了此前不为人知的tracrRNA分子，而tracrRNA是酿脓链球菌体内免疫系统CRISPR/Cas的一部分。酿脓链球菌是人体重要致病菌之一，可以引起很多种疾病。

沙彭蒂耶的相关发现于2011年发表。同年，她与杜德纳合作，在试管中成功重建了酿脓链球菌的基因剪刀，并对基因剪刀的分子成分进行简化。

两人的研究证明，经过重组的基因剪刀能被研究者所控，在指定位置剪切任何DNA分子，从而让重写生命密码更简单。沙彭蒂耶和杜德纳于2012年发现CRISPR/Cas9基因剪刀。

图片来源：诺贝尔奖官网

沙彭蒂耶于1968年出生于法国，为法国巴斯德研究所博士。她目前担任德国马克斯普朗克病原体科学研究所所长。

杜德纳于1964年出生在美国，拥有哈佛医学院博士学位，目前在加利福尼亚大学任教授。

沙彭蒂耶和杜德纳的获奖大大增加了诺贝尔奖化学奖得主中的女性占比。

从1901年至2019年，诺贝尔化学奖已颁发过111次，共有183位获奖者，其中仅五人为女性。

诺贝尔化学奖由位于瑞典斯德哥尔摩的瑞典皇家科学院颁发。

化学奖是诺贝尔在遗嘱中提到的第二个奖项，仅次于物理学奖。诺贝尔本人正是化学家，他的多项成就和发明都是以化学知识为基础发展而来。

最年轻的获奖者是法国科学家约里奥-居里，1935年与妻子共同成为化学奖得主。当时约里奥-居里年仅35岁，其妻伊雷娜·约里奥-居里则是居里夫人的长女。

居里家族是最知名的诺奖得主家族。居里夫妇于1903年获得诺贝尔物理奖，1911年居里夫人再度获得化学奖。居里夫人也是首位两次获得诺贝尔奖的科学家。

除了成为化学奖得主的长女伊雷娜·约里奥-居里夫妇之外，居里夫人的小女儿伊芙曾在联合国儿童基金会工作，伊芙的丈夫拉博伊斯（ Henry R. Labouisse）在1965年代表联合国儿童基金会接受诺贝尔和平奖。

最年长的诺贝尔化学奖得主是被称为“锂电池之父”的美国固体物理学家古迪纳夫（ John B. Goodenough）。他于2019年以97岁高龄获奖，也是获奖时年龄最大的诺贝尔奖得主。

2019年，古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆以及日本科学家吉野彰因锂离子电池研究领域的成就共同获得诺贝尔化学奖。

截至去年，诺贝尔化学奖有25次是颁发给三名获奖者，23次颁发给两名获奖者，63次为一名获奖者。唯一两次获得化学奖的是英国生物化学家桑格（Frederick Sanger）。

获奖后，沙彭蒂耶和杜德纳将分享1000万瑞典克朗（约合人民币760万元）的奖金。 

尽管现在瑞典温度已经降到 10℃，但它依然在此刻成为全世界的「热点」。

因疫情延期的诺贝尔颁奖典礼姗姗来迟，各类别的诺贝尔奖也依次揭晓，现在，诺贝尔自然科学界只剩下一个悬念了——化学奖。

就在刚刚，2020 年诺贝尔化学奖公布了。

埃马纽埃尔·卡彭蒂耶 (Emmanuelle Charpentier) 和詹妮弗·杜德纳（Jennifer a . Doudna）被授予 2020 年诺贝尔化学奖，因为她们开发出了一种全新的基因组编辑方法。

值得一提的是，历史上仅有 5 名女性获得过诺贝尔化学奖，居里夫人就是其中一员。

今年两位获奖者，也是历史上第 6、7 位获得诺贝尔化学奖的女性。

她们的发明，意义有多重大？

也许你没有听说过两位科学家，但你一定听过这一常年引起巨大争议的科学领域——基因编辑。

卡彭蒂耶和杜德纳正是发现了基因技术中最强大的工具之一：CRISPR/Cas9 基因剪刀。

通过这些技术和工具，人们就能极其精确地修改动物、植物和微生物的 DNA。

现在，CRISPR/Cas9 基因剪刀已经彻底改变分子生命科学，为植物育种带来了新的可能性。

同时，它也为新的癌症疗法做出了贡献，还有可能使人类治愈遗传疾病的梦想成为现实。

华裔科学家张锋其实也对 CRISPR 的发展和应用做出过重要贡献，但是因为卡彭蒂耶和杜德纳是 CRISPR 的奠基者，而诺贝尔可能更倾向于颁给新技术领域的开创者，所以张峰也就难获诺贝尔奖了。

回到两位获奖科学家身上， 卡彭蒂耶是一名知名微生物学家，现在就职于德国柏林马克斯·普朗克的病原学研究室，杜德纳则是美国生物学家，在加州大学伯克利分校担任化学和分子生物学与细胞生物学教授。

可以说，卡彭蒂耶就是科学家中的「灰姑娘」。

▲图片来自：L’Express

在同事眼中她看起来「又黑又瘦又小」，但是却刚强谦虚、志向远大。

卡彭蒂耶从小就立志要做点什么来推动医学发展，在过去 20 几年里，她去过 5 个不同国家，在 9 个不同大学工作过。

她不断建立新的实验室，不断从零开始，在 45 岁之前，她甚至都没有经费长期雇用一个技术员。

▲ 图片来自：Jean Pierre Lavergne

卡彭蒂耶的博士生导师巴斯德研究所的教授库尔瓦兰认为「她是那样的足智多谋，以至于可以在荒岛上建立一个实验室」。

功夫不负苦心人，在一次针对化脓性链球菌的研究中，卡彭蒂耶发现了一种未知的分子 tracrRNA。

化脓性链球菌是对人类造成最大伤害的细菌之一，而卡彭蒂耶通过 tracrRNA 切割病毒的 DNA 攻破了细菌。

她在 2011 年发表了关于基因编辑的新发现，同年，卡彭蒂耶与资深生物化学家杜德纳开始合作。

▲ 图片来自：El Español

在一个划时代的实验中，她们对基因剪刀 (CRISPR) 进行了重新编程，首先让基因剪刀以天然形式识别病毒中的 DNA，她们则能对其进行控制，然后在预定位置切割任何 DNA 分子，重写生命密码。

在过去，人们若要发现生命的内部运作原理，就必须得修饰细胞中的基因，但这是一项耗时、困难、几乎不可能的工作。

现在，她们可以在几周内就更改生物的生命周期。

诺贝尔化学委员会主席克拉斯·古斯塔夫森说道：

这种遗传工具拥有巨大的力量，它将影响我们所有人。因为它不仅使基础科学发生了革命性的变化，而且还将在未来制造出开创性的新疗法。

这将生命科学带入了一个新的时代。

「高深」的诺贝尔化学奖，却改变了每个普通人的生活

除了莫言和屠呦呦，其他诺贝尔奖得主你可能都没什么印象。

但诺贝尔化学奖，可能是离我们日常生活最近的一个奖项了。

我们身边的一切都是由化学元素构成的，但它一直潜伏在暗处，以至于人们都忽略了它。

百年前，阿尔弗雷德·诺贝尔立下遗嘱，设立诺贝尔奖。他就是一名化学家。

他一生有 355 项专利发明，从最初的炸药到电化学、光学、生物学、生理学等等，在他推动工业进程的多项成就中，大部分都是建立在化学知识的基础上发展壮大。

自 1901 年以来，诺贝尔化学奖共颁发了 112 次，共有 186 人次获得了诺贝尔化学奖。

去年获得该奖项的约翰·古迪纳夫，因开发锂离子电池获奖，97 岁的他成了诺贝尔奖史上年龄最高的获奖者。

锂电子电池从 1991 年进入市场，从此我们的生活变成了一个「可充电的世界」。诺奖官网去年表示：

这项发明奠定了无线、无化石燃料社会的基础，极大地推动了人类的发展。

现在，手机、笔记本电脑、电动汽车都离不开锂电子电池了，尽管能源赛道还是一趟接力长跑，但它已经为我们打开了新世界的大门。

▲ 97 岁的约翰·古迪纳夫。图片来自：University of Texas at Austin

居里夫人曾在 1903 年获得过诺贝尔物理学奖，她也是世界上第一个两次获得诺贝尔奖的人。

居里夫人 1911 年因发现放射性元素钋（Po）和镭（Ra）获得了诺贝尔化学奖。钋是目前最毒的物质之一，镭也有剧毒，可引起骨瘤和白血病，她为科学理论发展和人类癌症都做出了巨大贡献，但最终居里夫人却因长期接触放射性物质，不到 60 岁就患白血病与世长辞。

之后，更多造福我们生活的化学研究开始飞跃式发展。

我们在农业上经常听到化肥，但是不知道它们诞生经历了多么曲折漫长的跋涉。弗里茨·哈伯让人类从此不再被动地依靠天然氮肥，他是第一个从空气中制造出氨的科学家，加速了世界农业的发展。

因此，弗里茨·哈伯也获得了 1918 年的诺贝尔化学奖。

塑料，也无时无刻都能在我们的视线之中。但你可能不知道，塑料从工业到农业，从重工业到轻工业的发展，全都要归功于 1950 获得诺贝尔化学奖的德国科学家奥托·迪尔斯。

他和他的徒弟库特·阿尔德合作发明的双烯合成反应，曾震动了整个化学界。

化学是个非常广泛的学科，有化学家制造半导体、制造太阳能电池；也有化学家研究材料学，试图用新材料来做人工器官；更有化学家研究大气，试图阻止全球变暖的未来危机……

在过往的诺贝尔化学奖中，也可以经常看到物理学家和生物学家都屡屡出现在该奖项中，2017 年、2018 年的化学奖都被三位物理学家和生物学家获得，因此化学奖也常被戏称为「理综奖」。

2017 年诺贝尔化学奖颁给冷冻电镜的三位开创者后，《知识分子》曾评论说：

这是一个发给了物理学家的诺贝尔化学奖，奖励他们帮助了生物学家！

当年清华大学化学博士邓耿也做过一个统计，诺贝尔化学奖给到二级学科「高分子和生物化学」的比例，达到了 1/3。

化学、生物、物理一直水乳交融，不过化学可以说是「海纳百川」了。

美国斯坦福大学结构生物学教授罗杰·科恩伯格认为：化学是所有科学的女王（queen of all sciences）。

今年也不例外，虽然是化学奖，但卡彭蒂耶和杜德纳在生命科学上的突破，将为我们未来的疾病治愈带来更多探索空间。

科学本来就无界。当代科学正朝着交叉融合的方向发展，这也恰好证明了化学的包容之处。

我们身处的世界中，大量的复杂化学反应正在发生，我们日益更好的生活，背后可能也是化学家们苦苦探索，付出一生才能得到的回报。

今年诺贝尔奖颁给了什么研究成果，明年可能就不会有人再提起，但研究它们的科学家，值得被每个人铭记在心。