諾貝爾委員會將今年的諾貝爾化學獎頒給兩位女性科學家，分別是來自法國的埃馬紐爾·夏彭蒂（Emmanuelle Charpentier），和美國的詹妮弗·杜德納（Jennifer Doudna）。委員會給出的理由是她們“研發出了一種基因組編輯方法”。

具體來說，她們發現了基因技術最銳利的工具之一——CRISPR/Cas9 基因剪刀。利用這一技術，研究人員可以非常精確地改造植物和微生物的DNA。這項技術對生命科學產生了革命性的影響，被視為具有巨大的應用前景，可用於遺傳疾病的精準治療。

值得一提的是，在諾獎120 年的歷史上，在2019 年之前只有4 位女性物理獎獲得者，和5 位女性化學家獲得者。但在昨天，女性科學獎安德里亞·格茲和羅傑·彭羅斯、萊因哈德·根澤爾一同摘得物理獎，今天又同時產生了兩位女性化學獎獲得者。

歡欣鼓舞之餘，對於本屆化學獎，人們也在關注另一個事情：華裔科學家張鋒為什麼失之交臂？記者拋向諾獎委員會的第一個問題非常尖銳，“是不是還有其他人也能拿這個獎？”

上帝的剪刀

什麼是CRISPR？當病毒想要攻擊細菌時，也就是將自己的DNA 注入細菌體內，細菌為了避免死亡就會開啟防禦系統CRISPR。CRISPR 看起來就像是普通的DNA 序列，但如果放大看，會發現這條序列有一個巨大的病毒資料庫。

這套防禦系統還會不斷生產各種蛋白質（Cas），每當有新病毒入侵，這些像是剪刀的蛋白質就會跑出來剪斷病毒的DNA，然後把敵人的DNA 片段藏進病毒庫。如果以後再遇到同樣的病毒，CRISPR 就能迅速匹配，然後消滅侵染。

CRISPR 序列圖解｜諾獎官網

早在1987 年，科學家們就發現了CRISPR 序列，直到2012 年，夏彭蒂和杜德納兩位先驅在《科學》雜誌上首次證明了CRISPR 的其中一把“剪刀”CRISPR/Cas9 可以進行基因編輯。她們的原創工作在於純化了Cas9 蛋白，發現它是雙RNA 引導的DNA 內切酶，首次在體外證明使用Cas9 的CRISPR 系統可以切割任意DNA 鏈，指出CRISPR 在活細胞中修改基因的能力。

近年來，科學家利用CRISPR 便能高效、精確地改變、編輯或替換植物、動物甚至是人類身上的基因，經過改造的CRISPR 技術被廣泛地應用於農業和生物醫藥領域。比如，在2018 年，就有研究證實利用CRISPR 技術成功治療了四隻患有Duchenne 型肌營養不良症的狗，並將其肌肉和心臟組織中的營養不良蛋白恢復到正常水平的92%。

“近期很少有一個發現能夠像CRISPR 在生物領域一樣，改變整個領域的研究。它在人類健康與疾病等方面有極大的應用潛力。”2018 年8 月，美國阿爾伯尼生物醫學獎委員會主席Vincent Verdile 說道。

就這樣，CRISPR 被認為是“上帝的剪刀”。

還有誰發現了這把剪刀？

2013 年，麻省理工學院教授、博德研究所資深研究員張鋒和哈佛大學醫學院教授喬治·徹奇同時在《科學》上分別發表論文，證明CRISPR/Cas9 可以編輯哺乳動物細胞基因，他們將這項基因編輯技術成功地運用到小鼠和人類細胞上。

左為本屆諾獎得主杜德納，右為現年38 歲的張鋒｜Bloomberg

張鋒表示在2011 年就開始有了把Cas 蛋白簇和tracrRNA 放到哺乳動物細胞中的想法，並早於杜德納團隊拿出了CRISPR 技術從最初的構想到在哺乳動物細胞成功應用的證據，完整證明了CRISPR/Cas9 整個概念。這位華人科學家在2014 年拿到了美國專利與商標局關於CRISPR 的首個專利授權，這意味著他和研究所在美國擁有CRISPR/Cas9 技術應用於所有真核生物——包括植物、動物和人類——的專利，這是CRISPR 技術商業化最為核心的專利之一。

但這場專利之爭並沒有結束。2016 年，杜德納一方認為張鋒是在她論文的基礎上進行的實踐，而後者認為杜德納只是預測CRISPR 會在人類細胞上有效，而自己包含實際運動，證明了CRISPR/Cas9 整個概念。2017 年，法官判定專利仍歸張鋒一方所有。

“基於CRISPR 的基因編輯技術有四個關鍵的發現者：夏彭蒂耶、徹奇、杜德納和張鋒。所以，諾獎最多頒給三人的規則顯然就是個問題。”1993 年諾獎得主菲利普·夏普曾說過。他認為，一個比較明智的決定可能是：諾貝爾化學獎頒給杜德納和夏彭蒂，她們的工作是純生化，生理或醫學獎給徹奇和張鋒，他們在活體細胞中成功應用CRISPR，為醫學的應用鋪平了道路。

獲獎者生平簡介

埃馬紐爾·夏彭蒂，法籍微生物學家，1995 年在法國巴黎巴斯德研究所獲博士學位，現為德國馬克斯·普朗克研究所感染生物學研究所所長。在CRISPR 的發展中，其主要的貢獻在於發現Cas9 蛋白的活性仰賴tracrRNA。

詹妮弗·杜德納，出生於1964 年2 月19 日，為伯克利大學化學和分子生物學與細胞生物學教授，霍華德休斯醫學研究所的研究員，美國國家科學院院士。和夏彭蒂因發現CRISPR/Cas9 系統曾獲得了2015 年生命科學突破獎。