重磅！CRISPR 斩获诺贝尔化学奖！两位女科学家获奖，张锋失之交臂

2020 年 10 月 7 日 学术头条

北京时间 2020 年 10 月 7 日下午 5 点 45分， 2020 年诺贝尔化学奖（“理综奖”）重磅公布，颁给法国微生物学家Emmanuelle Charpentier和美国生物学家Jennifer Anne Doudna，以表彰她们开发了一种基因组编辑方法。两位获奖者将平分1000万瑞典克朗（约760万人民币）奖金。

埃马纽埃尔·夏彭蒂耶（法语：Emmanuelle Charpentier），生于法国的奥尔日河畔于维西，法国微生物学家，遗传学家和生物化学家。 她因与詹妮弗·杜德纳等人开发CRISPR技术而知名。

詹妮弗·杜德纳（Jennifer A. Doudna）, 1964年出生，美国生物学家，加州大学伯克利分校的化学和分子生物学与细胞生物学教授。其在加州的波莫纳学院(Pomona College)学习生物化学，跟随诺贝尔生理学或医学奖获得者Jack Szostak从事RNA研究；在科罗拉多州从事博士后研究，获得了X射线衍射确定RNA三维原子结构的成功； 2012年她与其同事合作发文介绍了一种称为CRISPR/Cas9的基因组编辑技术，时至今日这种技术已经风靡全球。

张锋失之交臂

CRISPR-Cas9是继ZFN、TALENs等基因编辑技术推出后的第三代基因编辑技术，短短几年内,CRISPR-Cas9技术风靡全球, 成为现有基因编辑和基因修饰里面效率最高、最简便、成本最低、最容易上手的技术之一，成为当今最主流的基因编辑系统。

CRISPR-Cas系统是原核生物的一种天然免疫系统。某些细菌在遭到病毒入侵后，能够把病毒基因的一小段存储到自身的 DNA 里一个称为 CRISPR 的存储空间。当再次遇到病毒入侵时，细菌能够根据存写的片段识别病毒，将病毒的DNA切断而使之失效。

CRISPR技术自问世以来，就一直被诺奖候选的光环所围绕。为了CRISPR的专利归属权，Doudna和Charpentier曾与华裔科学家张锋对簿公堂。但本次张锋却与诺奖失之交臂，令人唏嘘。

2012年8月，詹妮弗·杜德娜（Jennifer Doudna）和埃玛纽埃尔·卡彭蒂耶（Emmanulle Charpentier）率先发表论文，证实细菌来源的CRISPR系统可以切割目的DNA，用于基因编辑。

7个月后的2013年2月，张锋发表论文，成功改造CRISPR系统，实现了在哺乳动物细胞（包括人类细胞）中的基因组编辑。

因为CVC团队最初的论文中并未提及CRISPR系统可用于真核细胞，美国专利商标局于2014年授予了张锋团队CRISPR系统应用于真核细胞的专利。2016年CVC团队向美国联邦法院提起上诉，但被法院驳回。

此后CVC团队继续申诉，专利审判和上诉委员会（PTAB）再次介入，PTAB将谁先在真核细胞中成功证明CRISPR有效作为关键证据，因此给予了张锋团队优先权。

长久以来，许多关注CRISPR专利战的人都希望张锋团队和CVC团队能够达成和解，但事实上这几乎不可能。因为目前来看，几乎所有的CRISPR领域的突破都来自张锋为代表的Broad研究所的支持，如果CVC团队获胜，张锋团队最差也是与其共享CRISPR在真核细胞中应用的专利，但如果CVC团队失败，他们几乎就没有什么有价值的专利了。

诺贝尔理综奖小知识

1895 年 11 月 27 日，阿尔弗雷德·诺贝尔(Alfred Nobel)签署了他的最后遗嘱，将他最大的一部分财产用于一系列奖项，即诺贝尔奖。正如诺贝尔的遗嘱所描述的那样，其中一部分献给“在化学领域做出最重要发现或改进的人”。

化学是与阿尔弗雷德·诺贝尔工作联系最紧密的科学。诺贝尔发明的发展以及所采用的工业过程都是建立在化学知识的基础之上的。同时，化学领域也是诺贝尔在遗嘱中提到的第二个获奖领域。

化学更像出于不同科学领域交接的中心位置，一边接近为其提供理论基础的物理学，另一边又接近生物学 ，因为生物学科其实是整个化学学科最复杂领域的延伸。

事实上，前十年的三位获奖者，亨里卡斯·凡霍夫，阿伦尼乌斯和威廉·奥斯特瓦尔德，通常被认为是化学的一个新分支——物理化学的创始人。此外，诺贝尔委员会表现出极大的开放性和远见，认识到了另一个边界，即对生物学的认识，并在 1907 年将奖项授予了毕希纳，以表彰他对生化的研究。

诺贝尔化学奖的领域突破主要集中在 20 世纪。在此期间，化学学科领域有着新的定义与界定，学科分支得到了新突破，包括在先前学科—— 物理化学 基础上的进展，以及发展出的其他子类，如 化学热力学，化学变化，化学结构，有机化学 ，以及一些 生物化学 领域。当然，这些不同领域之间的边界是分散的，因此许多获奖者会在不止一个地方被提及。

诺贝尔化学奖的前一百年的历史为现代化学的发展描绘了一幅美丽的蓝图。这些奖项涵盖了从理论化学到生物化学的所有基础化学科学领域，也有一些在应用化学方面做出的贡献。

从颁奖数量来看，有机化学占主导地位，有不少于 25 个奖项。此外，有机化学的大量奖项是授予对日益复杂的自然产物的化学研究，因此接近生物化学。

在化学领域的另一端，物理化学，包括化学热力学和动力学，占主导地位， 14 个奖项，但理论化学也有 6 个奖项。化学结构是另一个有 8 个奖项的大领域，包括方法发展奖以及确定大型生物分子或分子复合物的结构奖。工业化学在 1931 年首次被认可(Bergius, Bosch)，但最近的许多基础贡献奖都与工业应用相近，例如聚合物化学。

根据 20 世纪诺贝尔化学奖的发展趋势，可以预见，在 21 世纪，随着计算机技术的发展， 理论化学和计算化学将会蓬勃发展，生物系统的研究可能会变得更加重要 ，从单个大分子转向大型交互系统，例如化学信号和包括大脑在内的神经功能。

历年诺贝尔化学奖

诺贝尔化学奖自 1901 年开始颁发，截至 2019 年，诺贝尔化学奖已经授予 184 位获奖者。由于弗雷德里克·桑格获得过两次诺贝尔化学奖，因此自 1901 年以来已有 183 人获得诺贝尔化学奖。

由于第一次和第二次世界大战，1916 年、1917 年、1919 年、1924 年、1933 年、1940 年、1941 年和1942 年，有 8 次诺贝尔化学奖暂停颁发。

诺贝尔化学奖的共享记录

63 次化学奖只颁发给一位获奖者。
23 次化学奖项由两位获奖者共享。
25 次化学奖项由三位获奖者共享。

最年轻的化学诺奖得主

迄今为止，最年轻的诺贝尔化学奖得主是弗雷德里克·约里奥(Frederic Joliot) 。1935 年，35 岁的他与妻子伊雷娜·约里奥-居里(Irene Joliot-Curie)一起获得诺贝尔化学奖。

最年长的化学诺奖得主

迄今为止，最年长的诺贝尔化学奖得主是约翰·古德诺，他在 2019 年获得诺贝尔化学奖时已经 97 岁了。他也是所有诺贝尔奖中年龄最大的获奖者。

化学诺奖的女性得主

迄今为止，在 183 位诺贝尔化学奖得主中，有 5 位是女性。
1911 年，居里夫人(也获得了 1903 年诺贝尔物理学奖)；
1935 年，伊雷娜·约里奥-居里(居里夫人的女儿)；
1964 年，多罗西·克劳福特·霍奇金；
2009 年，阿达·尤纳斯；
2018 年，弗朗西丝·阿诺德

多次被授予诺贝尔奖的化学家

居里夫人：1903 诺贝尔物理学奖和 1911 年诺贝尔化学奖；
莱纳斯·卡尔·鲍林：1954 诺贝尔化学奖和 1962 年诺贝尔和平奖；
弗雷德里克·桑格：1958 诺贝尔化学奖和 1980 年诺贝尔化学奖；

诺贝尔化学奖家庭得主

在诺贝奖的颁发方面，居里夫妇一家可谓是最成功的家庭。

玛丽·居里和皮埃尔·居里这对夫妻搭档获得 1903 年诺贝尔物理学奖。玛丽·居里本人则在 1911 年第二次获得诺贝尔奖（诺贝尔化学奖）。

玛丽·居里和皮埃尔·居里夫妇的长女艾琳·约里奥-居里，和她的丈夫弗雷德里克·约里奥一起被授予 1935 年诺贝尔化学奖。小女儿伊芙·居里(Eve居里)为联合国儿童基金会工作，嫁给了亨利·r·拉布维塞(Henry R. Labouisse)。1965 年，他代表联合国儿童基金会接受了诺贝尔和平奖。

其他获得诺贝尔奖的家庭得主（其中至少包含一名诺贝尔化学奖得主）

汉斯·冯·欧拉-切宾(父亲)，1929 年诺贝尔化学奖得主；
乌尔夫·冯·欧拉(儿子)，1970 年诺贝尔生理学或医学奖得主；

阿瑟·科恩伯格(父亲)，1959 年诺贝尔生理学或医学奖得主；
罗杰·科恩伯格（儿子），2006 年诺贝尔化学奖得主。

近年获奖记录一览

2019 年诺贝尔化学奖

美国得州大学奥斯汀分校 John B Goodenough 教授、纽约州立大学宾汉姆顿分校 M.stanley Whittlingham 教授和日本化学家 Akira Yoshino ，以表彰其在锂离子电池的发展方面作出的贡献。

2018 年诺贝尔化学奖

美国科学家弗朗西斯·阿诺德（Frances H. Arnold）、美国科学家乔治·史密斯（George P. Smith）及英国科学家格雷戈里·温特（Gregory P. Winter），以表彰他们在酶进化控制研究等领域的贡献。

2017 年诺贝尔化学奖

瑞士洛桑大学的 Jacques Dubochet 、美国哥伦比亚大学的 Joachim Frank 和英国剑桥大学的 Richard Henderson ，三者将均分 900 万瑞士克朗的奖金。他们的获奖理由是 “研发冷冻电子显微镜，用于测定溶液中生物大分子高分辨率结构”。

2016 年诺贝尔化学奖

法国科学家 Jean-Pierre Sauvage 、美国科学家 J. Fraser Stoddart 和荷兰科学家 Bernard L. Feringa ，他们的获奖理由是“分子机器的设计与合成”。

2015 年诺贝尔化学奖

托马斯·林达尔（Tomas Lindahl）、保罗·莫德里奇（Paul Modrich）以及阿齐兹·桑贾尔（Aziz Sancar）因为描述并解释了细胞修复 DNA 的机制以及对遗传信息的保护措施，而被授予了 2015 年的诺贝尔化学奖。

排版：邹静雯
编审：王新凯

https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/
https://www.nobelprize.org/prizes/lists/all-nobel-prizes-in-chemistry/
https://www.nobelprize.org/prizes/facts/facts-on-the-nobel-prize-in-chemistry/
https://www.nobelprize.org/prizes/themes/the-nobel-prize-in-chemistrythe-development-of-modern-chemistry-2/