北(bei)京(jing)時間10月7日下午5時48分許,2020年諾貝爾化(hua)學獎揭曉。法(fa)國(guo)和(he)美國(guo)科學家Emmanuelle Charpentier、Jennifer A. Doudna獲獎,以表彰她(ta)們“開發出一種基因組編(bian)輯方法(fa)”。
今年(nian)的諾貝爾(er)獎單項(xiang)獎金增加(jia)到1000萬(wan)(wan)瑞典克朗(約合人(ren)民幣760萬(wan)(wan)元),比2019年(nian)增加(jia)100萬(wan)(wan)瑞典克朗。
Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna是(shi)第6位和7位獲得諾貝爾化學(xue)獎的女性。
Emmanuelle Charpentier, 1968年出生于法(fa)(fa)國(guo)(guo)(guo)朱維西。1995年從法(fa)(fa)國(guo)(guo)(guo)巴黎(li)巴斯德研(yan)究所(suo)獲得博士學(xue)位。目(mu)前任職于德國(guo)(guo)(guo)馬普病(bing)原體科學(xue)研(yan)究所(suo)。
Jennifer A. Doudna,1964年出生于美國(guo)華盛(sheng)頓(dun)特(te)區(qu)。1989年從(cong)美國(guo)哈佛醫(yi)學院獲得(de)博士學位。目前任職于美國(guo)加(jia)州(zhou)大學伯克利分校和美國(guo)霍華德·休斯醫(yi)學研究所(suo)。
基因剪刀(dao):改寫生命(ming)密(mi)碼的工具
Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna發現了基因技術最鋒利的工(gong)具之一(yi):CRISPR/Cas9基因剪刀。利用這些技術,研究人員可(ke)以極其精(jing)確地改變動物(wu)、植物(wu)和微生物(wu)的DNA。這項(xiang)技術對生命科學(xue)產生了革命性的影響,正在為(wei)新的癌癥療法做出貢獻,并可(ke)能(neng)使治愈遺傳疾病的夢(meng)想成(cheng)為(wei)現實。
如果研究人員想要了解生命的(de)內(nei)部運作(zuo),他們需要修改細胞中的(de)基因。這曾經是(shi)一項(xiang)耗時、困難甚至不可(ke)能完成的(de)工作(zuo)。利用CRISPR/Cas9基因剪(jian)刀,現(xian)在可(ke)以在幾周(zhou)的(de)時間內(nei)改變生命密碼(ma)。
“基(ji)因工具有(you)(you)著(zhu)巨大的力(li)量,它(ta)影響著(zhu)我們(men)所有(you)(you)人。它(ta)不僅徹底改變了基(ji)礎(chu)科學(xue)(xue),而且產生了新(xin)作物,并將導致突破性(xing)的新(xin)型醫學(xue)(xue)療法。”諾貝爾化(hua)學(xue)(xue)委員會主席Claes Gustafsson說。
就像在(zai)科(ke)學(xue)上經常發生的(de)那(nei)樣,這(zhe)些基因剪刀的(de)發現是(shi)出(chu)乎意料的(de)。在(zai)Emmanuelle Charpentier對(dui)化(hua)膿性(xing)鏈球菌(對(dui)人類危(wei)害最大(da)的(de)細(xi)菌之一(yi)(yi))的(de)研(yan)究中(zhong),她(ta)發現了(le)一(yi)(yi)種之前未知的(de)分(fen)子(zi)——tracrRNA。她(ta)的(de)研(yan)究表明,tracrRNA是(shi)細(xi)菌古老免疫系統CRISPR/Cas的(de)一(yi)(yi)部分(fen),它可以通過裂(lie)解(jie)病毒的(de)DNA來解(jie)除病毒的(de)武器。
Charpentier在2011年發表了她的(de)發現。同年,她開始與Jennifer Doudna合(he)作。Doudna是一位經驗豐富(fu)的(de)生物(wu)化學家,對RNA有著豐富(fu)的(de)知識。她們一起(qi)成(cheng)功(gong)地在試管中再造(zao)了細菌的(de)基(ji)因剪刀(dao)(dao),并(bing)簡化了剪刀(dao)(dao)的(de)分子組成(cheng),使其更容易(yi)使用。
在一個劃時代的(de)實(shi)驗中,她們對(dui)基因(yin)剪刀(dao)重(zhong)新編(bian)程。在其自然形(xing)態下,剪刀(dao)可(ke)以從(cong)病(bing)毒中識(shi)別DNA。Charpentier和Doudna證明了它們是(shi)可(ke)以被(bei)控(kong)制的(de),因(yin)此它們可(ke)以在一個預定的(de)位(wei)置切斷任何(he)DNA分子(zi)。而(er)在DNA被(bei)切斷的(de)地方,就很容易(yi)改寫生命密碼(ma)。
自從Charpentier和Doudna在2012年(nian)發現CRISPR/Cas9基(ji)因剪刀(dao)后,它(ta)們的應用(yong)就開始勢不可擋(dang)。這種工具促成了基(ji)礎研究(jiu)中(zhong)的許多(duo)重要發現,植物(wu)研究(jiu)人員已經能(neng)夠(gou)培育出耐霉、害蟲和干旱的作(zuo)物(wu)。在醫(yi)學方面,新(xin)(xin)型癌癥療法(fa)的臨床試驗(yan)正(zheng)在進行,能(neng)夠(gou)治愈遺(yi)傳(chuan)疾(ji)病(bing)的夢想即將實現。這些基(ji)因剪刀(dao)把生命科學帶(dai)入了一個新(xin)(xin)時代,從很多(duo)方面來說,正(zheng)在給(gei)人類帶(dai)來極大的福祉。
過去5年諾貝爾(er)化學獎得主名單
2019年——美(mei)國(guo)和日(ri)本3位科(ke)學(xue)家 John B Goodenough、M. Stanley Whittlingham、Akira Yoshino獲獎,獲獎理由是“在(zai)鋰(li)離子電池的發展方面作(zuo)出的貢(gong)獻”。
2018年——美國科學家(jia)Frances H. Arnoid獲獎(jiang)(jiang),獲獎(jiang)(jiang)理由是(shi)(shi)“研究酶(mei)的(de)定向進(jin)化”;另(ling)外兩位(wei)獲獎(jiang)(jiang)者是(shi)(shi)美國的(de)George P. Smith和(he)英國的(de)Sir Gregory P. Winter,獲獎(jiang)(jiang)理由是(shi)(shi)“研究縮氨酸(suan)和(he)抗體(ti)的(de)噬菌體(ti)展示技(ji)術”。
2017年——瑞士(shi)、美(mei)國和(he)英國3位科(ke)學家(jia)Jacques Dubochet、Joachim Frank和(he)Richard Henderson獲獎(jiang),獲獎(jiang)理由是“研(yan)發出(chu)冷凍(dong)電鏡,用于溶液中生物(wu)分子結構的高分辨率測定”。
2016年——法國、美(mei)國、荷蘭(lan)3位科學家Jean-Pierre Sauvage、J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa獲獎,獲獎理由(you)是“分子機器的設計(ji)與(yu)合成”。
2015年——瑞典(dian)、美國、土耳其3位科學家Tomas Lindahl、Paul Modrich和(he)Aziz Sancar獲獎,獲獎理(li)由是(shi)“DNA修復的機制研究”。
諾貝(bei)爾化學獎小知(zhi)識
——截至2019年(nian),諾(nuo)貝爾化學獎共(gong)頒(ban)發(fa)了111次,沒有頒(ban)發(fa)的8年(nian)分別是1916、1917、1919、1924、1933、1940、1941和1942年(nian)。
——1901年(nian)(nian)至2019年(nian)(nian),共184人次(ci)獲(huo)獎,實際獲(huo)獎個人為183人,因為英國科學家Frederick Sanger于(yu)1958年(nian)(nian)和(he)1980年(nian)(nian)兩次(ci)獲(huo)獎。
——111次(ci)頒獎(jiang)中,63次(ci)為(wei)單(dan)獨獲(huo)獎(jiang)者,23次(ci)為(wei)2人共享,25次(ci)為(wei)3人共享。
——最年(nian)輕(qing)的獲獎(jiang)者是法國(guo)科學家Frédéric Joliot,1915年(nian)因“合(he)成(cheng)新的放(fang)射(she)性元素”與妻子Irène Joliot-Curie一起獲獎(jiang),時年(nian)35歲。
——最年(nian)長(chang)的(de)獲(huo)獎(jiang)者是(shi)美國科學家John B. Goodenough,2019年(nian)因“在鋰離子電池的(de)發展方面作出的(de)貢獻”獲(huo)獎(jiang),時年(nian)97歲。他也是(shi)諾獎(jiang)得主中獲(huo)獎(jiang)時最年(nian)長(chang)的(de)一位(wei)。
——183位諾貝爾(er)化學(xue)獎(jiang)得主中(zhong),只有5位女性(xing)。分別是1911年(nian)的(de)(de)(de)居(ju)里夫(fu)人(居(ju)里夫(fu)人另外還獲(huo)得1903年(nian)的(de)(de)(de)物理學(xue)獎(jiang))、1935年(nian)的(de)(de)(de)Irène Joliot-Curie、1964年(nian)的(de)(de)(de)Dorothy Crowfoot Hodgkin、2009年(nian)的(de)(de)(de)Ada Yonath,以(yi)及(ji)2018年(nian)的(de)(de)(de)Frances H. Arnold。
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