今年的諾貝爾化學獎授予了CRISPR/Cas9基因編輯系統的發現，該系統首次使科學家能夠精確地改變構成包括人類在內的許多生物體生命密碼的DNA長鏈。該獎項由微生物學家、位於柏林的馬克斯·普朗克病原體科學研究所主任埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶和加州大學伯克利分校教授、生物化學家詹妮弗·A·杜德納分享。兩位科學家將平分1000萬瑞典克朗的獎金，約合110多萬美元。
這種CRISPR工具通常被稱為“基因剪刀”，已被植物研究人員用於開發抗蟲害和乾旱的作物，並且它可能改變農業。在醫學領域，該方法被用於新癌症療法的臨床試驗中。研究人員正試圖利用它來治癒某些遺傳性疾病。“它正被科學界的各個領域使用，”諾貝爾化學委員會主席克拉斯·古斯塔夫松說。
大約十年前，卡彭蒂耶在細菌中發現了一種以前未知的分子，tracrRNA。她瞭解到，這種分子是微生物免疫系統的一部分，該免疫系統透過切割病毒DNA來幫助它們抵抗病毒。微生物用來做到這一點的機制被稱為CRISPR。大約在同一時間，杜德納正在繪製cas蛋白的圖譜，cas蛋白是一系列與CRISPR相關的酶，它們在特定位置剪斷DNA。兩位科學家在2011年開始合作，此前她們在波多黎各的一次會議上相遇，並在聖胡安的一家咖啡館裡討論了她們工作的重疊之處。她們成功地在實驗室中製造了這些基因剪刀，並對其進行重新程式設計，使其能夠在科學家選擇的任何位置切割DNA。
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這是化學諾貝爾獎首次授予兩位女性。卡彭蒂耶今天早上透過電話聯絡時說，“我非常高興這個獎項頒發給兩位女性。我希望這能為希望走科學道路的年輕女孩、年輕女性傳遞一個積極的資訊。”杜德納今天早些時候在新聞釋出會上也呼應了這一想法。“如果可能的話，我很高興能激勵下一代，”她說。
美國化學學會主席路易斯·埃切戈延指出，“長期以來，女性一直被提名，但很少有人獲得該獎項。”諾貝爾獎始於1901年，在卡彭蒂耶和杜德納之前，化學獎只有五位女性獲獎者。埃切戈延說，這種差距反映了對女性的偏見，而不是她們科學的質量。然而，時代可能正在改變：加州理工學院的弗朗西斯·阿諾德因其在定向進化方面的工作獲得了2018年化學獎。
CRISPR“非常具有選擇性，是非常精湛的化學，”埃切戈延說。“瞭解事物背後的化學原理可以讓你控制生物學。它還可以讓你瞭解基因的不同功能。卡彭蒂耶和杜德納絕對是這項發現的核心人物。”麻省理工學院和哈佛大學博德研究所的第三位科學家張鋒也聲稱在CRISPR的發現和應用方面做出了重大貢獻。這場爭議目前正在美國專利的法律戰中進行。但諾貝爾委員會沒有提及張鋒，而只關注了卡彭蒂耶和杜德納。這兩位科學家一直在獲獎的道路上：在過去的五年裡，她們獲得了生命科學突破獎、沃爾夫醫學獎和卡夫里納米科學獎（最後一個獎項與獨立研究CRISPR的生物化學家維吉尼尤斯·希克尼斯分享）。她們還被評為日本獎得主。
諾貝爾化學委員會認為，卡彭蒂耶和杜德納的工作雖然相對較新，“但已經極大地造福了人類，”委員會成員佩妮拉·維滕斯塔夫舍德在今天的宣佈中說。已經有許多應用。美國化學學會（CAS）化學文摘服務部的資訊科學家周安琪說，其中一些應用很突出，該部門透過期刊和專利中的提及來跟蹤該領域的發現和技術。她說，CRISPR已被用於“改造免疫細胞，使其更有效地摧毀癌細胞，並在HIV病毒整合到人類基因組中時將其移除。並且正在開發基於CRISPR的藥物來治療心臟病、血液疾病和失明。”
杜德納在她的新聞釋出會上說，相對容易將基因組編輯分子匯入眼細胞和血細胞，因此遺傳性眼病和鐮狀細胞病等血液疾病最適合基於CRISPR的療法。“更進一步，它可以用於神經退行性疾病，這方面有很大的需求，”她說。在COVID-19大流行期間，該技術正被用於開發診斷測試以檢測新型冠狀病毒。卡彭蒂耶還指出，CRISPR現在正被用於病毒的基礎研究，以尋找有助於病原體複製的分子。
杜德納承認，CRISPR的使用除了讚譽之外，也引發了重大爭議。科學家們已經利用該技術編輯人類精子和卵細胞中的基因。中國的一位研究人員對可存活的人類胚胎進行了基因編輯，引發了譴責風暴，人們擔心會“設計”出具有特定品質的嬰兒。“未來負責任地使用這項技術非常重要，”杜德納說，她曾參與制定道德準則的科學團體。她支援為治療目的（預防遺傳性疾病）對精子和卵細胞進行謹慎的改變，但反對使用CRISPR或相關技術進行人類增強。
兩位科學家都表示，她們沒想到今天早上會接到來自瑞典的電話。卡彭蒂耶在致電諾貝爾獎宣佈儀式時承認，她和杜德納的名字近年來已經成為潛在的獲獎者。“有人多次向我提及，可能比我希望的要多，”她說。不過，她指出，她沒有想到今年會是她獲獎的一年。“今天早上我接到電話時，我非常激動。我很驚訝，”卡彭蒂耶說。但“現在是真的了。”
編者注（20年10月7日）：本文在釋出後進行了更新，以包含路易斯·埃切戈延、佩妮拉·維滕斯塔夫舍德和詹妮弗·A·杜德納的評論。