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2020諾貝爾獎揭曉:那些未能共享得主光環的「助攻」們,是否也應當被銘記?

各重大研究發明均由前人及眾學者共同貢獻鋪墊,你如何看諾貝爾獎只歸功於某幾個特定的科學家?


2020年諾貝爾化學獎由兩名研究基因編輯技術的女科學家獲獎,分別為法國的Emmanuelle Charpentier和美國的Jennifer Doudna。 攝:Eloy Alonso/Reuters/達志影像
2020年諾貝爾化學獎由兩名研究基因編輯技術的女科學家獲獎,分別為法國的Emmanuelle Charpentier和美國的Jennifer Doudna。 攝:Eloy Alonso/Reuters/達志影像

各重大研究發明均由前人及眾學者共同貢獻鋪墊,你如何看諾貝爾獎只歸功於某幾個特定的科學家?

有教授認為諾貝爾獎挑選得主時看重的在於其「發現」(discover)而非「發明」(invent),你如何看?

2020諾貝爾獎得主陸續揭曉,你對哪個範疇最期待?哪個得獎者或候選者令你最為深刻?

10月7日,2020年諾貝爾化學獎得主揭曉。殊榮由德國馬克斯·普朗克病原體科學研究所主任埃曼紐爾·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)和美國加州大學伯克利分校教授、生物化學家詹妮弗·杜德納(Jennifer Doudna)共享,以表彰她們在開發CRISPR-Cas9基因編輯技術上的貢獻;二人共同領取1千萬瑞典克朗獎金。

化學獎委員會將 CRISPR-Cas9 稱作基因技術中最銳利的工具之一,Cas9 酶是能夠切割 DNA 鏈的「剪刀」,它可以在特定位點對 DNA 進行切割和編輯,精確改變動植物和微生物的 DNA。據《科學》雜誌報導,相對於此前的基因編輯技術,CRISPR-Cas9 更便捷靈活、更便宜。

但基因編輯獲獎光環背後,迎來的卻是接連不斷的爭議。有部分科學家指出,卡彭蒂耶和杜德納的工作並非從零到一,而是有眾多他人先前的研究工作為鋪墊,二人獲獎乃因其最終完成「臨門一腳」、開發出該技術並以最快速度發表了文章。。

根據2016年《細胞》雜誌(Cell)發表的一篇文章,事實上從最初發現細菌重複序列現象,到直至將其開發為一項基因工程技術,這此前二十載相關的研究歷程未能為人所知,CRISPR 幕後的眾多英雄們更是被埋沒在了這更迭的浪花之中。

好的點子,總是同時會被不止一個人想到

許多重大的科學發現,都是站在巨人肩上獲得的。在 CRISPR 基因編輯技術發現史上,除了卡彭蒂耶和杜德納,還有很多無名英雄,雖然他們沒有獲獎,但是其對於該技術的貢獻同是偉大的。

2016年1月14日,一篇由哈佛-MIT Broad 研究所教授 Eric Lander 撰寫、關於 CRISPR 基因編輯技術發現史的綜述文章,就曾經回顧了這個問題。他認為在CRISPR 基因編輯技術被發現後,大家的關注和討論都集中在領域中3位主要貢獻者身上,而他的文章則刻畫了17個關鍵人物,提醒大家還有更多的人參與在 CRISPR 的發現史中。

其實 CRISPR 的發現起源於西班牙阿利坎特大學的微生物學家法蘭西斯科·莫依卡(Francisco Mojica)。1993年,莫依卡在古細菌中發現了獨特的重複 DNA 序列,隨後又發現類似序列在原核生物中廣泛存在,且能夠感染細菌噬菌體中含有 CRISPR 的間隔序列。

科學家們由此推測,CRISPR 能夠作為細菌的免疫系統來防禦病毒入侵。隨後多個研究團隊認識到 CRISPR 可以編輯並切割其他 DNA 片段。

2012年,卡彭蒂耶和杜德納在《科學》雜誌(Science)發表論文指出,細菌用於對抗病毒的 CRISPR-Cas9 系統可以作為靈活、簡單的基因組編輯工具。但事實上在稍早時間,立陶宛維爾紐斯大學的維吉尼亞斯·斯克斯尼斯(Virginijus Siksnys)也獨立開發了 CRISPR 基因編輯技術,並展示出如何使用 Cas9 酶切割 DNA 序列。遺憾的是,其研究在2012年4月被《細胞》拒稿,最終發表在《美國國家科學學院院刊》(PNAS),較卡彭蒂耶和杜德納在《科學》發表論文晚了兩個多月。

隨後2013 年,張鋒團隊在《科學》雜誌發表論文表示,用新的 CRISPR–Cas9 系統可以精確編輯人類和小鼠細胞的基因組。

光環背後的「英雄」

好的點子,總是同時會被不止一個人想到,在競爭激烈的科學界更是如此。當每年諾貝爾獎得主揭曉、感慨學界幾家歡樂幾家愁的同時,除了研究團隊之間的爭奪,更有一群被遺忘的「無名英雄」——在夜以繼日為科學和社會付出巨大貢獻後,卻未能得到相對應的肯定。

早在2016年,科學期刊《自然》(Nature) 刊登的一篇新聞特寫「CRISPR 的無名英雄」(The unsung heroes of CRISPR)中,作者 Ledford 就提到,CRISPR 基因編輯領域總是將名氣和榮譽歸於主要的幾位著名科學家,而該技術光環背後的人們——那些在實驗室辛勤工作的博士後和研究生們,卻時常被遺忘和忽視。

例如2007年,美國蒙大拿州立大學博士生 Wiedenheft 無意中看到了一個名為 CRISPR 的奇特細菌免疫機制後,聯繫了加利福尼亞大學的分子生物學家杜德納 ,發現她也有相同的興趣。杜德納隨後邀請 Wiedenheft 到她的實驗室工作。在接下來的5年時間,Wiedenheft 展開了長期的針對 CRISPR 系統的結構生物學和生物化學研究,更曾以第一作者的身份於《自然》期刊發表了論文。

後來由於 CRISPR 技術能被用於培育新品種的轉基因作物,甚至未來可能會用於治療人類遺傳性疾病,他的導師杜德納和其他最早投身相關工作的實驗室領頭人幾乎都成為了科學明星。各種讚譽由高級學者享有,他們在主流報紙上露面、在紀錄片中出鏡,并且有資格爭奪諾貝爾獎 。然而,Wiedenheft 和其他通過辛勤工作將 CRISPR 基因編輯技術努力變為現實的研究生和博士後一樣,均未能像他們的導師一樣獲得巨大聲譽。

「當我07年剛加入實驗室的時候,我是實驗室裡唯一一個研究 CRISPR 的人,」Wiedenheft 說,「而當我離開的時候,實驗室裡幾乎每一個人都在研究它。」

備受觸目的張鋒為何錯失諾貝爾獎?

競逐諾貝爾獎強勁人馬眾多,就化學獎而言,麻省理工學院博多研究所的美籍華裔科學家張鋒,就本被視為今屆化學奬大熱之一。2016年,張鋒曾與卡彭蒂耶及杜德納一同獲頒由灣企業家尹衍樑創立的唐獎(Tang Prize)。而在 CRISPR 技術方面,張鋒與今屆兩名得主,卻因相關技術的發展和應用專利方面抱有爭議,至今「專利官司」尚未結束。

《自然》雜誌(Nature)的報導稱,張鋒錯失此次諾貝爾化學獎是最大的意外之一,引發輿論和業界多重解讀。

2015年,路透社旗下的知識產權和科學部門(IP&S)就曾發佈諾貝爾化學獎預測分析報告。此預測報告基於其他人在發表論文中引述該科學家著作的次數,自2002年以來,已準確預測了37位獲得諾貝爾獎的科學家。該報告指出,研究基因編輯技術 CRISPR-Cas9 的科學家們將會是諾貝爾化學獎的最有力競爭者,且卡彭蒂耶和杜德納有望成為諾貝爾化學獎得主。

然而,儘管張峰擁有基於該技術的一項美國專利,卻未出現在上述名單中。路透社IP&S部門負責挑選獲獎者的分析師 Christopher King 當時指出,張峰的科學著作被引述數量沒有達到提名的門檻。

與張鋒研究方向類似的哈佛大學遺傳學教授喬治·丘奇(George Church),也在同一時期做了對人類細胞 DNA 進行編輯的工作。有報道認爲,卡彭蒂耶和杜德納的研究傾向於發現(discover),而張鋒和Church的研究更多是發明(invent)。

《自然》雜誌引述了Church的看法,諾貝爾獎委員會的選擇是沒問題的,因為他認為諾貝爾獎看重的是在於得奬者的「發現」而非投入應用的「發明」。對於張鋒未能得奬,丘奇則持樂觀態度,他認為張鋒還很年輕且創意無限,獎項則未來可期。

這個說法曾被多次驗證過。儘管張鋒也多次獲得了基因編輯技術有關的獎項,但2015年的《科學》雜誌生命科學突破獎、2016年的阿爾珀特獎、2020年1月的沃爾夫科學藝術獎均頒給了卡彭蒂耶和杜德納,而未頒給張鋒。

另一個因素可能是化學獎的頒獎標準不同於生物醫學領域,更看重體外試驗。有賓州州立大學的學者稱,卡彭蒂耶和杜德納的研究涉及核酸酶分解 DNA,較多屬於生物化學範疇,是體外試驗;而張鋒的研究則更多是哺乳動物的細胞內研究。

中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員高彩霞認為,卡彭蒂耶和杜德納獲獎是毫無異議的,但她指出若諾貝爾獎最多能頒給3個人,曾一同獲得美國阿爾伯尼生物醫學獎的莫依卡、馬拉夫尼和張鋒都可以是備選。

CRISPR-Cas9 基因編輯技術將會顛覆人類的未來,但當我們享受科學技術的同時,那些「無名英雄」該如何不被掩埋?

文:端傳媒實習記者孫青捷

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