【諾貝爾化學獎】開發「基因剪刀」成就基因工程　兩名女學者折桂

諾貝爾委員會10月7日公布2020年諾貝爾獎化學獎得主，由法國科學家卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier），及美國科學家杜德納（Jennifer Doudna）獲得，以表揚他們在開創基因工程的成就。

瑞典皇家科學院（the Royal Swedish Academy of Sciences）頒發獎項，2020年化學獎由法國微生物學及遺傳學家卡彭蒂耶，與美國生物學家杜德納獲得。

基因是生物最基本的遺傳單位，可視為構成地球所有生命「說明書」的材料。由不同基因組合「寫成」的說明書指示着各種蛋白質的生產及運作，最終構成不同細胞、不同生物，人類亦不例外。

要研究不同基因組合，也就是生命內部的運作原理，往往需要通過修改基因實現，但這在過去是一個非常耗時且困難的工作。這兩名科學家發明的「CRISPR / Cas9」基因剪刀（一般簡稱CRISPR 剪刀），成功解決這個問題，開拓基因工程的大門。

從細菌擊退病毒機制　意外發現「基因剪刀」

CRISPR的發現，是來自細菌。卡彭蒂耶在研究一種會致病的化膿鏈球菌時，發現一種未知的「tracrRNA」分子。經進一步的研究，發現原來這是來自細菌的遠古防禦機制，用以擊退入侵的病毒。

病毒會攻擊細胞，細菌亦不例外，細菌其實也是病毒的攻擊目標。但細菌不是人類，沒有複雜的免疫系統，因此細菌演化出一種獨特的防禦機制———CRISPR。細菌會把入侵病毒的基因放到CRISPR中，再由名為Cas9的蛋白質辨別病毒的基因，Cas9後會協助偵察細菌內的DNA，是否隱藏着病毒的DNA片段，若找到則直接拆除。這種機制可成功讓細菌阻截病毒複制，讓細菌擊退病毒。

但在卡彭蒂耶與的杜德納進一步的研究下，發現這個機制不只可以用來對付病毒，CRISPR / Cas9事實對任何基因片段均可辨識及起反應。也就是說只要給予CRISPR / Cas9辨認一組基因，牠便可協助在DNA中，找出相應基因，如剪刀一樣給剪出來，而且非常精準，毫無差錯。

這個發現讓大大提升基因工程的效率和準確度，為往後研究帶來重大貢獻，同時讓基因改造成為可能。如開發能夠抵抗黴菌、病蟲等的農作物、治療疾病等等，開拓基因工程的大門。

回顧諾貝爾化學獎

發明炸藥致富的瑞典化學家諾貝爾（Alfred Bernhard Nobel）1895年11月27日，立下遺囑，以獎金表揚對人類有卓越貢獻者。諾貝爾獎化學獎迄今已頒發111次、合計184人獲獎，但獲獎女性僅5人。

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這個獎項2019年由德裔美籍化學家古迪納夫（John Goodenough）、英國學者惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham），以及日本化學家吉野彰分享，以表揚他們對鋰離子電池的研究。當年已屆97歲的古迪納夫更打破了2018年物理學獎得主阿什基恩（Arthur Ashkin）的紀錄，成為最年長諾貝爾得獎者。

諾貝爾委員會表揚三人對於鋰離子電池發展的貢獻，並指鋰離子電池為人類生命帶來革命性轉變。委員會指出，這種可充電電池為眾多無線電子零件，例如手提電話和手提電腦等奠下基礎；同時以電動汽車為例，指鋰電池使無化石燃料的世界變得可能。