今年的诺贝尔化学奖授予了CRISPR/Cas9基因编辑系统的发现，该系统首次使科学家能够精确地改变构成包括人类在内的许多生物体生命密码的DNA长链。该奖项由微生物学家、位于柏林的马克斯·普朗克病原体科学研究所主任埃马纽埃尔·卡彭蒂耶和加州大学伯克利分校教授、生物化学家詹妮弗·A·杜德纳分享。两位科学家将平分1000万瑞典克朗的奖金，约合110多万美元。
这种CRISPR工具通常被称为“基因剪刀”，已被植物研究人员用于开发抗虫害和干旱的作物，并且它可能改变农业。在医学领域，该方法被用于新癌症疗法的临床试验中。研究人员正试图利用它来治愈某些遗传性疾病。“它正被科学界的各个领域使用，”诺贝尔化学委员会主席克拉斯·古斯塔夫松说。
大约十年前，卡彭蒂耶在细菌中发现了一种以前未知的分子，tracrRNA。她了解到，这种分子是微生物免疫系统的一部分，该免疫系统通过切割病毒DNA来帮助它们抵抗病毒。微生物用来做到这一点的机制被称为CRISPR。大约在同一时间，杜德纳正在绘制cas蛋白的图谱，cas蛋白是一系列与CRISPR相关的酶，它们在特定位置剪断DNA。两位科学家在2011年开始合作，此前她们在波多黎各的一次会议上相遇，并在圣胡安的一家咖啡馆里讨论了她们工作的重叠之处。她们成功地在实验室中制造了这些基因剪刀，并对其进行重新编程，使其能够在科学家选择的任何位置切割DNA。
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这是化学诺贝尔奖首次授予两位女性。卡彭蒂耶今天早上通过电话联系时说，“我非常高兴这个奖项颁发给两位女性。我希望这能为希望走科学道路的年轻女孩、年轻女性传递一个积极的信息。”杜德纳今天早些时候在新闻发布会上也呼应了这一想法。“如果可能的话，我很高兴能激励下一代，”她说。
美国化学学会主席路易斯·埃切戈延指出，“长期以来，女性一直被提名，但很少有人获得该奖项。”诺贝尔奖始于1901年，在卡彭蒂耶和杜德纳之前，化学奖只有五位女性获奖者。埃切戈延说，这种差距反映了对女性的偏见，而不是她们科学的质量。然而，时代可能正在改变：加州理工学院的弗朗西斯·阿诺德因其在定向进化方面的工作获得了2018年化学奖。
CRISPR“非常具有选择性，是非常精湛的化学，”埃切戈延说。“了解事物背后的化学原理可以让你控制生物学。它还可以让你了解基因的不同功能。卡彭蒂耶和杜德纳绝对是这项发现的核心人物。”麻省理工学院和哈佛大学博德研究所的第三位科学家张锋也声称在CRISPR的发现和应用方面做出了重大贡献。这场争议目前正在美国专利的法律战中进行。但诺贝尔委员会没有提及张锋，而只关注了卡彭蒂耶和杜德纳。这两位科学家一直在获奖的道路上：在过去的五年里，她们获得了生命科学突破奖、沃尔夫医学奖和卡夫里纳米科学奖（最后一个奖项与独立研究CRISPR的生物化学家维吉尼尤斯·希克尼斯分享）。她们还被评为日本奖得主。
诺贝尔化学委员会认为，卡彭蒂耶和杜德纳的工作虽然相对较新，“但已经极大地造福了人类，”委员会成员佩妮拉·维滕斯塔夫舍德在今天的宣布中说。已经有许多应用。美国化学学会（CAS）化学文摘服务部的信息科学家周安琪说，其中一些应用很突出，该部门通过期刊和专利中的提及来跟踪该领域的发现和技术。她说，CRISPR已被用于“改造免疫细胞，使其更有效地摧毁癌细胞，并在HIV病毒整合到人类基因组中时将其移除。并且正在开发基于CRISPR的药物来治疗心脏病、血液疾病和失明。”
杜德纳在她的新闻发布会上说，相对容易将基因组编辑分子导入眼细胞和血细胞，因此遗传性眼病和镰状细胞病等血液疾病最适合基于CRISPR的疗法。“更进一步，它可以用于神经退行性疾病，这方面有很大的需求，”她说。在COVID-19大流行期间，该技术正被用于开发诊断测试以检测新型冠状病毒。卡彭蒂耶还指出，CRISPR现在正被用于病毒的基础研究，以寻找有助于病原体复制的分子。
杜德纳承认，CRISPR的使用除了赞誉之外，也引发了重大争议。科学家们已经利用该技术编辑人类精子和卵细胞中的基因。中国的一位研究人员对可存活的人类胚胎进行了基因编辑，引发了谴责风暴，人们担心会“设计”出具有特定品质的婴儿。“未来负责任地使用这项技术非常重要，”杜德纳说，她曾参与制定道德准则的科学团体。她支持为治疗目的（预防遗传性疾病）对精子和卵细胞进行谨慎的改变，但反对使用CRISPR或相关技术进行人类增强。
两位科学家都表示，她们没想到今天早上会接到来自瑞典的电话。卡彭蒂耶在致电诺贝尔奖宣布仪式时承认，她和杜德纳的名字近年来已经成为潜在的获奖者。“有人多次向我提及，可能比我希望的要多，”她说。不过，她指出，她没有想到今年会是她获奖的一年。“今天早上我接到电话时，我非常激动。我很惊讶，”卡彭蒂耶说。但“现在是真的了。”
编者注（20年10月7日）：本文在发布后进行了更新，以包含路易斯·埃切戈延、佩妮拉·维滕斯塔夫舍德和詹妮弗·A·杜德纳的评论。