诺贝尔生理学或医学奖
“猎手”们追踪丙肝病毒
据新华社北京10月5日电 人类的生存发展史也是一部与病毒的“斗争史”。肝炎就是人类长期面临的最严重健康挑战之一。
所幸的是,经过几代科学家的探索,人类已摸清几种肝炎病毒的“全貌”。今年诺贝尔生理学或医学奖就授予了在发现丙型肝炎病毒方面做出卓越贡献的三位“病毒猎手”——哈维·阿尔特、查尔斯·赖斯和迈克尔·霍顿。
血源性肝炎具有高发病率和高致死率,每年造成全球百万人以上死亡。尽管酗酒、环境毒素以及自身免疫系统疾病等因素也会导致肝炎,但最主要病因还是病毒感染。
早在20世纪40年代,科学家就发现了两种主要的病毒性肝炎。其中,甲型肝炎主要通过被污染的水或食物传播,病程较为急性,对病人长期影响相对较小;而另一种肝炎主要通过血液和体液传播,会导致慢性感染,最后发展为肝硬化和肝癌,是更严重的威胁。
20世纪60年代,阿尔特正在美国国立卫生研究院研究经输血感染肝炎的病人。他有了令人担忧的新发现:排除了甲肝病毒和乙肝病毒感染后,仍有大量肝炎病例存在,这是否意味着还有未知的病原体?接下来,明确鉴定出这种新型肝炎病毒至关重要。科学家为此努力了10年,传统病毒“猎捕”方法均以失败告终,直至霍顿通过对感染者血清抗体的分析成功确认了新型病毒的存在。霍顿和同事发现,这是一种新型的核糖核酸(RNA)病毒,命名为丙型肝炎病毒。慢性肝炎患者体内存在的相关抗体也表明,这正是之前那块“缺失的拼图”。
评奖委员会当天在新闻公报中说,得益于三位获奖者的发现,如今已可以通过高灵敏度血液检测来发现丙肝病毒,基本消除了许多地方的“输血后肝炎”,大大改善了全球健康状况。
诺贝尔物理学奖
他们“看到”了黑洞
据新华社北京10月6日电 2020年诺贝尔物理学奖颁发给了三位获奖者,因为“他们发现了宇宙中最奇异的现象之一——黑洞”。
英国物理学家罗杰·彭罗斯证明黑洞是广义相对论的直接产物。德国科学家赖因哈德·根策尔和美国科学家安德烈娅·盖兹则发现,在我们银河系的中心,有一个看不见的、质量极大的天体控制着周边恒星的轨道,目前对这个天体的唯一解释就是一个超大质量黑洞。
黑洞引力非常强大,甚至连光线也无法逃逸,没有光线射出的边界称为“事件视界”。直接窥视黑洞是不可能的——黑洞所有的秘密都藏在它的事件视界内。但是,星星为孜孜以求的科学家们指明了方向。
利用恒星的轨道作为向导,根策尔和盖兹提出了迄今最有说服力的证据,证明银河系中心隐藏着一个看不见的超大质量天体。
根策尔和盖兹分别领导一个研究小组,自上世纪90年代初以来一直试图透过尘埃云观测银河系中央一个名为“射手座A*”的区域。根策尔小组最初使用位于智利的新技术望远镜(NTT),而后使用位于智利帕拉纳尔山上的甚大望远镜(VLT)。而盖兹小组则使用位于美国夏威夷冒纳凯阿山上的凯克天文台。
近30年来,根策尔和盖兹的团队不断完善观测技术,追踪观测区域内众多恒星中一批最亮恒星的运动轨迹。
2019年4月10日,由全球8台射电望远镜组合而成的“事件视界望远镜”项目拍摄到人类历史上第一张黑洞照片。被拍到的这个黑洞位于一个名为M87的星系中央,其质量是太阳的65亿倍。
诺贝尔物理学奖评委会主席戴维·哈维兰德在颁奖仪式上表示,今年获奖者们的发现为研究致密和超大质量天体开辟了新天地。
诺贝尔化学奖
重写生命密码的工具
据新华社北京10月7日电 2020年诺贝尔化学奖7日授予两名女科学家,以表彰她们在基因组编辑方法研究领域作出的贡献。这里的基因组编辑方法,指的正是当下热门的CRISPR/Cas9基因编辑技术。
基因编辑技术早在20世纪90年代就已出现,但曾经非常耗时,甚至难以完成。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,可在几周时间内改变生命的密码——DNA。
CRISPR全名为“成簇的、规律间隔的短回文重复序列”,是细菌防御病毒侵入的一种机制。2012年法国科学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷和美国科学家珍妮弗·道德纳发表研究指出,她们开发出CRISPR/Cas9基因编辑技术。这项技术随后成为生物医学史上第一种可高效、精确、程序化修改细胞基因组包括人类基因组的工具。这种技术就是以核糖核酸(RNA)做向导,把Cas9酶带到相应的位置,然后用这种酶切割病毒DNA。
就像在科学领域时常发生的“偶然”那样,“基因剪刀”的发现过程也出乎意料。沙尔庞捷在研究化脓性链球菌时,发现了一种未知分子——tracrRNA。她的研究显示,tracrRNA是细菌的古老免疫系统“CRISPR/Cas”的一部分,能够通过切割病毒的DNA来使病毒“缴械”,从而消除其危害。沙尔庞捷2011年发表了上述研究成果。同年,她与道德纳开始合作研究。在一次具有划时代意义的实验中,她们对“基因剪刀”进行改造。在天然形式下,这种“剪刀”能够识别出病毒中的DNA。但是沙尔庞捷和道德纳发现能对“剪刀”施加控制,这样一来就能在任何预先设定的位置切割任何DNA分子。一旦DNA被切割,那么重写生命的密码就变得简单了。
总的来说,“基因剪刀”技术为生命科学研究开启了一个新时代,并从很多方面造福人类。