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2020诺奖诞生最大悬疑:基因修改技能获奖,张锋失去

北京时间 10 月 7 日下午 5点 45 点左右,2020 诺贝尔化学奖评选成果揭晓——诺贝尔委员会宣告,2020年诺贝尔化学奖被颁布艾曼纽·卡彭特和詹妮弗·杜德纳,以赞誉她们对“基因修改”办法研讨中做出的突出奉献。

在基因修改技能运用中,张锋几乎是绕不过去的重要人物,他未能因所做的开创性奉献入围诺奖令人生疑,或许将成为近期评论的一个论题。

Emmanuelle Charpentier 和Jennifer A. Doudna 发现了基因技能中最顶级的东西: CRISPR/Cas9基因剪刀。运用这项技能,研讨人员能够极端精确地改动动物、植物和微生物的 DNA。这项技能不只对生命科学发生了革命性的影响,为开立异的癌症疗法做出了奉献,还或许使治好遗传性疾病的愿望成为实际。

“这种基因东西具有巨大的力气,它将会影响咱们全部人。”诺贝尔化学奖委员会 (Nobel Committee for Chemistry) 主席克拉斯?古斯塔夫松 (Claes Gustafsson) 标明: “它不只彻底改动了基础科学,能够发明新式作物,还能开创性新的医疗办法。”

自从 Charpentier 和 Doudna 在2012年发现 CRISPR/Cas9基因剪刀以来,相关的运用呈爆破式增加。这项东西在基础研讨中的许多重要发现中做出了奉献,例如,植物学研讨中,植物研讨人员现已能够开发抗霉菌、害虫和干旱的作物,而在医学上,新的癌症疗法的临床试验也正在进行中,治好遗传性疾病的愿望或许在不远的未来完成。这些基因剪刀把生命科学带入了一个新时代,并且在许多方面给人类带来了最大的利益。

基因修改是转基因之后人类找到的又一种基因工程技能手法,它在实质上与转基因并无不同,都是在分子水平上改动生物的遗传特性,两者在技能上各有长短;但因基因修改不触及外来基因,在大众层面更易被承受。能够预期,未来在组成生物、育种技能等范畴,将构成转基因与基因修改两种技能交相辉映的格式。

Jennifer Doudna

加州大学伯克利分校

以 CRISPR/Cas9 为主的基因修改技能是近几年生命科学范畴的抢手。Jennifer Doudna 和 Emmanuelle Charpentier 在 2012 年首先取得严重打破,被看作诺贝尔化学奖抢手人选。

2012 年,科学家 Jennifer Doudna 和 Emmanuelle Charpentier 在《科学》杂志上宣告的一项论文中指出,细菌用以敌对病毒的 CRISPR-Cas9 体系能够作为简略、灵敏的基因组修改东西。两人曾因而一同取得了 2015 年生命科学打破奖。

Jennifer Doudna 于 1985 波莫纳学院(Pomona College) 结业,1989 年于哈佛大学取得博士学位,1994 于耶鲁大学担任教授,1997 年任霍华德·休斯医学研讨所研讨员,2003 年任加州大学伯克利分校教授。

虽然 Doudna 和 Charpentier 早在 2012 年便在《科学》杂志上初次宣告了 CRISPR-Cas9 相关的论文并更早地递交了专利申请,可是博德研讨所的张锋则经过向专利局证明自己的试验记载而第一个得到了相关的专利。因为在现行的商场准则中,具有专利的一方就能够阻挠全部竞争者进入商场。因而,在巨大的商业远景面前,谁应该具有这项技能的专利成为了各方争辩的焦点。

其实,张锋和 Doudna 并不总是这种敌对联络,他们从前一同创立了 Editas Medicine。然而在张锋取得 CRISPR-Cas9 的专利后,Doudna 便离开了公司。这家公司也是现在具有相关专利最多的公司,投资人包含了微软创始人比尔·盖茨。上一年,Doudna 地点的加州大学伯克利分校向国家专利局提出了申述,期望从头审定 CRISPR-Cas9 的发明者。

相同是 CRISPR 技能的前驱者,Doudna 团队和张锋团队都对这一技能做出了十分大的奉献。可是,Jennifer Doudna 及加州大学伯克利分校的观点是,他们是 CRISPR 技能的原创者,张锋和他的麻省理工团队仅仅将他们发明的技能进一步运用到老鼠和人类细胞上。

而张锋团队以为,Jennifer Doudna 提出了 CRISPR 或许会在人类细胞上起效果,张锋团队是首个将 CRISPR 运用到真核细胞中的安排。两边的争议点能够简略了解为,Doudna 团队提出“原创主意”和张锋团队将其“付诸实践”,而不管主意仍是实践,二者都是取得科学发明专利的两个要害要素,其间终究哪一方对该技能的奉献更大,确实是一个难以答复的问题。

但有一点是两边的一致,CRISPR 专利的重要意义之一在于它能协助推行 CRISPR 的运用。虽然各方会从 CRISPR 的专利取得了一些金钱,但这些金钱都是用来支撑和展开下一阶段的研讨以及一些新东西的开发,也将用于全部能够推进 CRISPR 展开的研讨。比方,在一同取得了博德研讨所和加州大学伯克利分校答应的状况下,陶氏化学公司正在运用 CRISPR 技能栽培玉米和大豆作物,这些作物能够在不运用化学杀虫剂的状况下驱除昆虫,且对除草剂的耐受力更强。

Emmanuelle Charpentier

艾曼纽·卡彭特被颁布2020年诺贝尔化学奖。卡彭特发现了基因技能中最顶级的东西——CRISPR/Cas9基因剪刀。

在卡彭特研讨对人类构成最大损伤的细菌之一化脓性链球菌时,她发现了一种曾经不知道的分子,叫tracrRNA。她的研讨作业标明,tracrRNA是细菌陈旧免疫体系CRISPR/Cas的一部分,该体系经过切开病毒的DNA来免除病毒装备。运用CRISPR/Cas9基因剪刀技能,研讨人员能够精确的改动动植物和微生物的DNA。这项技能对生命科学发生了革命性的影响,用诺贝尔化学奖委员会主席克拉斯?古斯塔夫松(Claes Gustafsson)的话说:“这种东西不只彻底改动了基础科学,并且催生了开创性医疗办法的呈现。”

艾曼纽·卡彭特生于1968年11月,是法国微生物学、遗传学和生物化学的教授和研讨人员。她曾在巴黎的皮埃尔和玛丽居里大学(现为索邦大学理学院)学习生物化学、微生物学和遗传学。从1992年到1995年,她是巴斯德研讨所的研讨生,并取得了研讨博士学位。Charpentier的博士项目研讨了抗生素耐药性的分子机制自2015年以来,她一向是德国柏林马克斯·普朗克感染生物学研讨所的主任。2018年,她成立了一个独立研讨组织——马克斯·普朗克病原体科学研讨所(Max Planck Unit for the Science of pathogen)。

1901 年-2019 年最受欢迎的诺贝尔化学奖得主

欧内斯特·卢瑟福

生于:1871 年 8 月 30 日,新西兰纳尔逊

卒于:1937 年 10 月 19 日,英国剑桥

获奖时地点单位:英国曼彻斯特,维多利亚大学

获奖原因:“赞誉他在元素衰变和放射性物质的化学性质的研讨上做出的奉献”

范畴:核化学

获奖状况:单人获奖

成果:1908 年诺贝尔化学奖:1896 年放射现象的发现引发了一系列更深化的研讨。1899 年,欧内斯特·卢瑟福证明至少有两种明显类型的辐射:Alpha 粒子和 Beta 粒子辐射。他发现放射现象发生时有气体生成。他和帮手弗雷德里克·索迪一同提出了放射性物质能够发生氦气的假定。1902 年,他们陈说了一个革命性的理论:元素经过衰变构成其他的元素。

玛丽·居里

生于:1867 年 12 月 7 日,波兰华沙

卒于:1934 年 7 月 4 日,法国上萨瓦省

获奖时地点单位:法国巴黎,索邦大学

获奖原因:“赞誉她在镭和钋元素的发现,镭的别离,以及对镭的性质和镭的化合物的研讨上做出的奉献,这些研讨推进了化学的前进。”

范畴:核化学

获奖状况:单人获奖

生平:玛丽·斯卡洛多斯卡出世于波兰王国华沙市一个中学教师的家庭,她的爸爸妈妈坚信教育的力气。后来,她搬到巴黎持续进修,遇到了皮埃尔·居里。皮埃尔·居里后来成为了她的改变以及在放射范畴的搭档。1903 年居里配偶一同取得诺贝尔物理学奖。1906 年,皮埃尔逝世,居里夫人持续他们的研讨,并在 1911 年景为首位两度取得诺贝尔奖的人。在第一次国际大战期间,居里夫人安排了移动的 X 射线小组救助伤员。居里夫人的女儿伊雷娜和她的改变弗雷德里克·约里奥后来也一同取得了诺贝尔化学奖。

成果:1903 年诺贝尔物理学奖:亨利·贝克勒尔在 1896 年发现了放射现象,这激发了居里配偶对此进行进一步的探究。他们检测了许多的物质和矿物质来追寻放射的痕迹,发现沥青铀矿比铀具有更强的放射性,因而推断出沥青铀矿中必定含有其他的放射性物质。终究他们从中成功提取出两种其时不知道的元素,钋和镭,它们都比铀的放射性要强。

1911 年诺贝尔化学奖:居里配偶在初次发现钋和镭元素之后,玛丽持续研讨它们的功能。1910 年玛丽成功地提取出金属单质镭,确认了镭的存在无疑。别的,她还证明并记载了放射性元素以及它们的化合物的功能。放射性化合物不管在科学研讨仍是在医学范畴,都现已成为了重要的辐射源。

马里奥·莫利纳

生于:1943 年 3 月 19 日,墨西哥城

获奖时地点单位:美国马萨诸塞州剑桥,麻省理工学院

获奖原因:“赞誉他们在大气化学范畴做出的奉献,尤其是在臭氧的构成与分化相关方向”

范畴:大气与环境化学

获奖状况:与其他两人一同获奖

生平:马里奥·莫利纳出世在墨西哥城,从小愿望成为化学家。考虑到对一个化学家来说了解德语很重要,他 11 岁就去了瑞士寄宿中学读书。随后,他回到墨西哥国立大学学习化学工程,这今后又去了欧洲和美国加州大学伯克利分校持续展开他的作业。他在伯克利大学的作业令人鼓舞,在那里他发现了氟利昂是怎么损坏臭氧层的。马里奥·莫利纳现在在美国加州大学圣地亚哥分校作业。他在 2006 年与第二任妻子瓜达卢佩·阿尔瓦雷斯成婚,与前妻路易萨·谭·莫利纳育有一子。

成果:1995 年诺贝尔化学奖:地球周围的大气层中含有少数的臭氧,臭氧分子是由三个氧原子组成的,它在吸收阳光中的紫外线方面起了严重的效果。我们没有臭氧,太阳将会对地球上的生命构成负面影响。1974 年,马里奥·莫利纳和舍伍德·罗兰证明了 CFC 气体对大气层中的臭氧有损坏效应。而氟利昂有许多用途,包含冰箱的制冷剂和紧缩喷雾器的喷雾剂等。操控氟利昂的运用能够减缓臭氧层的损坏。

莱纳斯·卡尔·鲍林

生于:1901 年 2 月 28 日,美国俄勒冈州波特兰

卒于:1994 年 8 月 19 日,美国加州大苏尔

获奖时地点单位:美国加州帕萨迪纳市,加州理工学院

获奖原因:“赞誉他在化学键的实质的研讨,以及将研讨成果运用于杂乱物质的结构的论述上做出的奉献”

范畴:化学键、理论化学

获奖状况:单人获奖

生平:莱纳斯·鲍林出世在美国俄勒冈州波特兰,他的宗族来自普鲁士农人一脉,他的父亲是一名药剂师兼药品推销员。他在坐落科瓦利斯的美国俄勒冈州立大学取得学士学位之后,继而在坐落帕萨迪纳市的加州理工学院取得了博士学位,在他今后的职业生计中一向与加州理工学院保持着联络。在二十世纪五十时代,莱纳斯·鲍林卷进到反核运动中,因而被贴上了可疑共党分子的标签,这使得他的护照不时地被撤消。莱纳斯和艾娃·海伦·鲍林总共育有四个孩子。

成果:1954 年诺贝尔化学奖:20 世纪 20 时代量子力学的展开不只对物理界发生了巨大的影响,化学界也相同受到了冲击。20 世纪 30 时代莱纳斯·鲍林在用量子力学了解和描绘化学键(原子组成分子的方法)方面走在了时代前沿。莱纳斯·鲍林在化学范畴内的研讨爱好十分广泛,比方,他致力于生物范畴重要的大分子的化学结构的解析,1951 年他宣告了 α 螺旋的化学结构,α 螺旋是蛋白中常见的结构组成成分。

1962 年诺贝尔和平奖:原子弹在广岛和长崎的爆破成为了莱纳斯·鲍林作业的转折点,他和其他科学家一同,经过演和解写作反对核武器战役。莱纳斯·鲍林是帕格沃什运动中的一股驱动力,帕格沃什运动的意图是削弱核武器在国际政治中的效果,建议此运动的个人和安排在 1995 年取得诺贝尔和平奖。在 1959 年,莱纳斯·鲍林起草了出名的“广岛呼吁”,这篇总结性声明在制止原子弹与氢弹的第五次国际会议之后发布。莱纳斯·鲍林在核大国签定“制止核试验公约”上也是首要的推进者,该公约在 1963 年 10 月 10 日收效。在该公约收效的同一天,诺贝尔委员会宣告莱纳斯·鲍林取得 1962 年推延颁布的诺贝尔和平奖。

莱纳斯·鲍林,一个人取得了两次完好的诺贝尔奖。

伊雷娜·约里奥-居里

生于:1897 年 12 月 12 日,法国巴黎

卒于:1956 年 3 月 17 日,法国巴黎

获奖时地点单位:法国巴黎,镭研讨所

获奖原因:“赞誉他们在新的放射性元素的组成上做出的奉献”

范畴:核化学

获奖状况:与另一人一同共享

生平:伊雷娜·居里出世在巴黎,是皮埃尔·居里和玛丽·居里的女儿,玛丽·居里是诺贝尔物理学和化学奖得主。伊雷娜·居里在第一次国际大战时跟从她的母亲在 X 射线救援队作业,担任供给X射线移动设备。战后,她回到巴黎大学持续学业,随后到她的爸爸妈妈兴办的研讨所作业。1926 年,她和弗雷德里克·约里奥成婚。在镭研讨所,他们一同展开了后来取得诺贝尔奖的作业。这对配偶在政治上也十分活泼,他们致力于反法西斯主义和纳粹主义。他们一生育有两个孩子。

成果:放射性物质的辐射在研讨原子上现已成为一种重要的东西。1934 年,当伊雷娜·约里奥-居里和弗雷德里克·约里奥用 α 粒子炮击一张薄的铝片时,在云室中发现了一种新的辐射留下的痕迹。这对配偶发现即便把辐射源移去,铝片的辐射仍然存在。这是因为经过α 粒子的炮击后,铝原子改变成了一种磷的放射性同位素。这意味着,历史上第一次人工发明出了放射性元素。1935 年,约里奥-居里配偶一同取得诺贝尔化学奖。

钱永健

生于:1952 年 2 月 1 日,美国纽约

卒于:2016 年 8 月 24 日,美国俄勒冈州尤金

获奖时地点单位:美国加州大学圣地亚哥分校,霍华德休斯医学研讨所

获奖原因:“赞誉他们在绿色荧光蛋白的发现与研讨上做出的奉献”

范畴:生物化学

获奖状况:与其他两人一同获奖

生平:钱永健 1952 年生于美国纽约,本籍浙江杭州临安,是吴越国国王钱镠三十四世孙。1972 年,钱永健取得哈佛大学化学及物理学最优等学士学位。1977 年,取得英国剑桥大学生理学博士学位。1977 年-1981 年,担任剑桥大学研讨员。1982 年至 1989 年,任加州大学伯克利分校副教授。1989 年开端,任加州大学圣地亚哥分校教授,直至他于 2016 年 8 月 24 日离世。

成果:2008 年诺贝尔化学奖:显色手法在生物学研讨中起着至关重要的效果。钱永健从 1992 年开端投入绿色荧光蛋白的研讨作业,连续开发出了绿、红、黄、蓝等色彩的荧光,使得科研人员能够将不同色彩的荧光打入蛋白细胞,发现以往难以观测的生物程序。钱永健因而被誉为“荧光蛋白改造之父”。

多萝西·克劳福特·霍奇金

生于:1910 年 5 月 12 日,埃及开罗

卒于:1994 年 7 月 29 日,英国斯托尔河畔希普斯顿

获奖时地点单位:英国牛津市,英国牛津大学 &皇家学会

获奖原因:“赞誉其在用X-射线技能确认生物大分子结构的研讨上做出的奉献”

范畴:生物化学、结构化学

获奖状况:独自获奖

生平:多萝西·克劳福特·霍奇金的研讨生计始于童年时她取得的一本化学讲义,这本书里包含有晶体学相关的试验。从牛津大学结业后,虽然她学业优异,霍奇金作为一名女人仍然很难找到作业。终究,剑桥大学的约翰·德蒙·伯纳尔教授给了她一个时机,其时,伯纳尔教授已是现代分子生物学范畴的前驱。从剑桥大学取得博士学位之后,多萝西·克劳福特·霍奇金在 1934 年回到牛津大学作业,并在那里度过了她之后的职业生计。多萝西·克劳福特·霍奇金在分子生物学范畴奉献卓著。

成果:1964 年诺贝尔化学奖:当X射线穿过晶体结构时,会呈现出明晰而精确的衍射峰图谱,经过这些图谱能够确认晶体的结构。在 20 世纪 30 时代,科学家们越来越多地用这种办法来确认杂乱的大分子的结构,多萝西·克劳福特·霍奇金经过很多的X射线衍射图画,很多的核算以及对数据敏锐的剖析,在 1946 年景功地确认了青霉素的结构。1956 年,她又剖析确认了维生素 B12的结构。

诺贝尔化学奖的那些事儿

1895 年 11 月 27 日,阿尔佛雷德·诺贝尔签署遗言,将其遗产最大一部分用于颁布各种奖项,其间包含后来的诺贝尔化学奖。正如诺贝尔先生中遗言中讲到,这些产业用于奖赏:“在化学范畴做出最重要的发现或打破的人。

◆ 诺贝尔化学奖的数量

从 1901 年至 2019 年,共颁布了 111 届诺贝尔化学奖。1916 年, 1917 年, 1919 年, 1924 年, 1933 年, 1940 年, 1941 年和 1942 年,八年中诺贝尔化学奖空缺。关于诺贝尔化学奖空缺的原因,诺贝尔基金会解释道:”诺贝尔化学奖被用来奖赏最巨大的化学打破,我们当年没有发生相匹的研讨的话,诺奖奖金将会被留下第二年,我们第二年仍未发生相应诺奖,这笔钱将会被归入诺贝尔基金会的特别基金内。在两次国际大战期间,发生的诺贝尔奖相对较少。

◆ 诺贝尔化学奖得奖人数

1901-2019 年期间共有 184 人次取得诺贝尔化学奖。因为弗雷德里克·桑格曾取得两次诺贝尔化学奖,1901 年来共有 183 人取得诺贝尔化学奖。

图丨1958年、1980年诺贝尔化学奖得主弗雷德里克·桑格

◆ 最年青的诺贝尔化学奖得主

迄今,最年青的诺奖得主为弗雷德里克·约里奥-居里,年仅 35 岁的他和妻子伊雷娜·约里奥-居里取得 1935 年取得诺贝尔化学奖。

图丨居里配偶

◆ 最年长的诺贝尔化学奖得主

2019 年诺贝尔化学奖得主 John B. Goodenough 是迄今最年长的诺贝尔奖得主,获奖时97岁。他在推进锂电池展开上有着重要奉献。

◆取得诺贝尔化学奖的女人

在 183 名诺贝尔化学奖得主中,共有 5 名女人。其间玛丽·居里,多罗西·克劳宣特·霍奇金两人独得诺奖。

1911 年,玛丽·居里

1935 年,伊雷娜·约里奥-居里

1964 年,多罗西·克劳宣特·霍奇金

2009 年,阿达·尤纳斯

2018 年,弗朗西斯·阿诺德

图丨1964 年诺贝尔化学奖得主多罗西·克劳宣特·霍奇金

◆ 取得诺贝尔化学奖的宗族

居里宗族是最出名的“诺贝尔奖宗族”。1903 年,玛丽·居里和皮埃尔·居里配偶一同取得诺贝尔物理奖。玛丽·居里还在 1911 年第2次取得诺贝尔奖。他们的长女,伊雷娜·约里奥-居里和她的改变约里奥·居里取得 1935 年诺贝尔化学奖。他们的小女儿艾芙·居里,在联合国儿童基金会作业。她的改变亨利·拉波易斯,1965 时代表联合国儿童基金会取得诺贝尔和平奖。

图丨居里一家

其他“诺奖宗族”在化学范畴做出最重要的发现或打破的人。

汉斯·冯·奥伊勒-切尔平,1929 年诺贝尔化学奖;乌尔夫·斯万特·冯·奥伊勒,1970 年诺贝尔生理学或医学奖。

图丨汉斯·冯·奥伊勒-切尔平缓乌尔夫·冯·奥伊勒-切尔平

阿瑟·科恩伯格,1959 年诺贝尔生理学或医学奖;罗杰·科恩伯格,2006 年诺贝尔化学奖。

图丨阿瑟·科恩伯格和罗杰·科恩伯格

◆ 被逼回绝诺贝尔化学奖的人

有两名诺贝尔化学奖得主因为当局压力被逼回绝诺贝尔化学奖。希特勒制止德国的科学家承受诺贝尔奖,其间有两名诺贝尔化学奖得主,里夏德·库恩和阿道夫·布特南特。此外,1939 年诺贝尔生理学和医学奖得主格哈德·多马克也因为相同的原因回绝了诺贝尔奖。后来他们的诺贝尔奖证书和奖牌得到补发,可是没有相应奖金。

◆ 上届诺贝尔化学奖得主

约翰·古迪纳夫出世:1922 年 7 月 25 日,德国耶拿获奖时所属组织:得克萨斯大学奥斯汀分校获奖原因:“开发锂离子电池”。奖金比例:1/3

M·斯坦利·惠廷厄姆

出世:1941 年 12 月 22 日,英国

获奖时所属组织:纽约州立大学宾厄姆顿分校

获奖原因:“开发锂离子电池”。

奖金比例:1/3

吉野彰出世:1948 年 1 月 30 日,日本吹田市获奖时所属组织:日本名城大学,东京旭化成公司获奖原因:“开发锂离子电池”。奖金比例:1/3

◆ 诺贝尔奖证书

诺贝尔奖证书是一项共同的艺术品,由最出名的挪威和瑞典艺术家和书法家制造。

图丨2015年诺贝尔生理学或医学奖取得者屠呦呦的获奖证书

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