2020年诺贝尔化学奖授予两位女科学家!基因剪刀,改写生命密码的工具

家庭亲子教育资源集锦 阅读:81425 2020-10-15 06:38:52

原标题:2020年诺贝尔化学奖授予两位女科学家!基因剪刀,改写生命密码的工具

北京时间 10 月 7 日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布, 法国科学家埃马纽埃尔·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)和美国科学家珍妮弗·安妮·杜德娜(Jennifer A. Doudna) 获得 2020 诺贝尔化学奖, 以表彰她们发现了基因编辑技术中最有力的工具之一:CRISPR-Cas9 基因剪刀。两位获奖者将共享 1000 万瑞典克朗(约合 760 万人民币)的奖金。

诺贝尔委员会在官方颁奖词中表示:“借助这些技术,研究人员可以非常精准地改变动物、植物、和微生物的 DNA。CRISPR-cas9 基因剪刀彻底改变了分子生命科学,为植物育种带来了新机遇,有望催生创新性癌症疗法,并可能使治愈遗传性疾病这一人类梦想美梦成真。”

左图为卡彭蒂耶,右图为杜德纳

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埃马纽埃尔·卡彭蒂耶

1968 年,卡彭蒂耶出生在巴黎以南约 25 公里的一个安静小镇夏潘捷。她的父亲是一位公园经理,母亲从事精神病学工作,从小鼓励她拓展自己的学术兴趣。

卡彭蒂耶喜欢艺术、音乐和舞蹈。她弹钢琴,练习演奏和现代舞已经好几年了,她认为这是一项很好的锻炼,尤其是在纪律和创造力方面。“艺术对我的科学事业产生了重大影响:你需要严谨,但也需要能够放手。”

对卡彭蒂耶来说,生物学的复杂性,以及与人类的直接关系,成为她最着迷的领域。她回忆说:“我是一个非常认真的学生,但是我对很多事情都感兴趣。我既喜欢纯粹的科学和数学,也对人文科学包括心理学,社会学和哲学感兴趣。”

卡彭蒂耶前往法国皮埃尔和玛丽大学攻读本科和研究生,于 1991 年获得生物化学学位,并于 1995 年获得微生物学博士学位。

当她向家人宣布将在巴斯德研究所从事研究时,她妈妈并不感到惊讶。卡彭蒂耶回忆说:“妈妈告诉我,我 12 岁左右时就宣布有一天会在那儿工作。”

“我虽然不太记得一些细节,但还能回想起小时候我的生物学老师在学校里讨论过一个微生物学相关的话题,引起了我对微生物学的兴趣。“

卡彭蒂耶感觉研究型科学很适合她的个性:强烈的好奇心,对知识的智力的追求,喜欢与他人交流知识,享受团队合作的乐趣,有将复杂的科学发现转化为实际应用的愿望。“这将对社会有所帮助,”她说,“我很高兴成为一名科学家。”

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詹妮弗·杜德纳

詹妮弗·杜德纳 1964 年出生于美国华盛顿特区,现任加州大学伯克利分校化学及化学工程系教授。

七岁时,她和父母一起搬到了夏威夷最大岛上的一个非旅游小镇希洛(Hilo)。她的父亲是夏威夷大学的英语文学教授,母亲在一个当地的社区大学教历史。

生活在一个以波利尼西亚人和亚洲人后裔占主导,大部分孩子来自蓝领家庭的社区中,金发、蓝眼睛,父母是学术精英的她总感到与周边的环境格格不入。

她常常“退缩”到书本中,或是一个人去探索岛上的火山景观、海滩和茂密的植被。杜德娜很快对夏威夷的自然美景和生态的多样性产生兴趣,并开始对科学着迷。

杜德娜的父母对天文学,地质学和进化论充满了热情,鼓励她对科学的兴趣,给她提供各种主题的科学书籍,并带她去参观博物馆。

有一个夏天,他们安排杜德娜与家庭好友夏威夷大学的生物学家唐·爱马仕(Don Hermes)一起度过一些时光。朋友唐·爱马仕与另外两名学生一起给杜德娜安排了一个任务,让她去调查一种特殊的真菌——棕榈疫霉菌是如何感染纸莎草的。

尽管该项目仅持续了几个星期,他们发现钙离子在真菌的发育中起着重要作用。在跟爱马仕一起做研究时,杜德娜还学习了如何将真菌嵌入树脂中并刮掉切片以便在电子显微镜下检查。

杜德娜保留了对那个夏天的所有美好回忆。她说,“这是我第一次体验到科学发现的快感,一种从未感受过的,但渴望有更多的经历。”

大约在 12、13 岁时,一天,詹妮弗读到了一本诺贝尔生理医学奖得主詹姆士华生(James Watson)的著作《双螺旋》(The double helix),讲述的是发现 DNA 结构的故事,像侦探小说一样引人入胜的情节让詹妮弗心驰神往。

后来,她还听了一位年轻的女科学家关于正常细胞如何癌 变的演讲。这两件事激发了杜德娜对科学的追求与渴望。

1985 年,杜德娜在加利福尼亚州克莱蒙特的波莫纳学院获得化学学士学位。在 2009 年诺贝尔生理学与医学奖获得者、遗传学家杰克·绍斯塔克的指导下,1989 年她获得哈佛大学生物化学博士学位。

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两位“基因”女神的合作

2011 年,杜德纳开始与卡彭蒂耶合作发展 CRISPR 技术。

一年后,两位女生物学家在《科学》杂志发表论文并首次指出,CRISPR-Cas9 系统在体外实验中能“定点”对 DNA 进行切割,显著提升了基因编辑的效率,为该领域的发展奠定了基础。

两位科学家被《时代》周刊评为 2015 年全球最具影响力 100 人,并收获了包括生命科学突破奖在内的多项生命科学大奖。

CRISPR-Cas9 基因编辑系统是本世纪最为重要的生物发现之一。2015 年,《科学》将它评为年度突破;助力这项技术诞生的科学家们也先后获得了有“科学界奥斯卡”之称的“突破奖”(Breakthrough Prize),在分子生物学界影响深远的“格鲁伯遗传学奖”(Gruber Genetics Prize),以及表彰重大生物医学突破的“沃伦·阿尔珀特奖”(Warren Alpert Prize)。

在 2014 年 12 月的《环球科学》中,《编辑基因:更快、更准、更简单》一文就对这项技术的作用机制、发展历程及前景展开详细介绍。虽然争议尚存,但毫无疑问,这项在 2015 年被《科学》杂志评为“年度科学突破”的新兴技术,正在开创一个全新的时代。

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科普视频

那么,基因编辑究竟是什么,我们可以来看看果壳的这个科普视频:

视频来源:果壳

Crispr基因剪刀是怎样的?我们再来看看中国科普博览的这个科普视频:

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CRISPR的发展与争议

▲ Jennifer Doudna 在 TED 演讲

美国生物学家 Jennifer Doudna(詹妮弗·杜德纳)和同事、法国科学家 Emmanuelle Charpentier(埃马纽埃尔·卡彭蒂耶)共同发明了一种突破性的新技术”基因编辑技术“,被称为CRISPR-Cas9,并双双获得 2020 诺贝尔化学奖。该工具允许科学家们对DNA进行精确的编辑,这可能对遗传性疾病的治疗有帮助...但也可能会被用来创造所谓的“订制婴儿”。杜德纳展示了CRISPR-Cas9的作用原理——并要求科学界暂缓脚步,来讨论这个新工具背后的伦理问题。

越妈综合整理

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