邁克爾·霍頓

哈維·JJ·阿爾特

查爾斯·莫恩·賴斯

珍妮弗·杜德娜

埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶

羅杰·彭羅斯

據(jù)諾貝爾獎官網(wǎng)消息，10月5日至7日，2020年諾貝爾獎三大自然科學獎項——生理學或醫(yī)學獎、物理學獎和化學獎逐一揭曉，各獎項“名花有主”，諾貝爾獎百余年歷史再添8個熠熠生輝的名字。

從我們頭頂?shù)男强蘸诙吹轿⑷鐗m埃的丙型肝炎病毒，再到能改變生命密碼的新型基因編輯工具，這些科學家的發(fā)現(xiàn)擴展了人類的認知邊界，改變了無數(shù)人的命運，將被世人永遠銘記。

受疫情影響，百年諾獎今年的打開方式不得不發(fā)生改變，原定于12月10日在瑞典首都斯德哥爾摩舉行的傳統(tǒng)頒獎典禮和晚宴被取消，改為線上舉行。屆時，主辦方將在斯德哥爾摩市政廳舉行線上直播頒獎儀式，新晉諾獎得主將被邀請參加2021年的頒獎典禮和宴會。不過，今年的獎金比去年增加了100萬瑞典克朗，達1000萬瑞典克朗（約合人民幣760萬元）。

據(jù)悉，自1901年諾貝爾獎首次頒發(fā)至今，已經(jīng)產(chǎn)生了216位物理學獎、186位化學獎、222位生理學或醫(yī)學獎得主。其中，居里夫人（瑪麗·居里）是唯一一位在兩個不同科學領域獲得諾獎的科學家。因此，總計有623位頂尖科學家拿到了這一象征人類最高科學榮譽的獎章。

安德烈婭·蓋茲

雷因哈德·根澤爾

生理學或醫(yī)學獎：捕獲“狡猾”病毒，挽救了全球數(shù)百萬人的生命

瑞典卡羅琳醫(yī)學院10月5日宣布，將2020年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予美國科學家哈維·阿爾特、查爾斯·賴斯以及英國科學家邁克爾·霍頓，以表彰他們在發(fā)現(xiàn)丙型肝炎病毒方面所作出的貢獻。

提起丙型肝炎病毒，大家可能對它的兄弟甲肝與乙肝病毒耳熟能詳。那么，發(fā)現(xiàn)這個并不“出眾”的病毒，有什么了不起？

“控制一種傳染病，首先要找到病原，其次找到檢測它的方法，再開發(fā)治療它的藥物。丙肝目前是一種可防可控可治的疾病?！闭憬髮W醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院肝病感染科主任呂芳芳說，丙肝病毒是RNA病毒，相較于DNA病毒來說，非常不容易被檢測到。目前沒有丙肝疫苗，但丙肝是可以治愈的，這都要歸結于這3位科學家的“發(fā)現(xiàn)”之功。

事實上，丙型肝炎病毒異常“狡猾”。在上述3位科學家的研究之前，人們已大致掌握了病毒性肝炎發(fā)生及未來引起肝硬化甚至肝癌的途徑，但除了已知的甲型、乙型肝炎外，仍有一部分血源性肝炎無法解釋其機制。

1974年，一例輸血后出現(xiàn)的非甲非乙型肝炎病例引發(fā)社會關注。隨后，本次獲獎的3位科學家之一——阿爾特教授證實：一些接受輸血的人會患上并非由甲型或乙型肝炎病毒引起的肝炎，這表明另一種感染源是罪魁禍首。

接下來的時間里，識別這種新型病毒成為了當務之急?？茖W家們當時用上了所有傳統(tǒng)的病毒搜索技術，然而，在此后的十多年間這種病毒仍然是個謎。

當時在制藥公司Chiron工作的英國生物化學家邁克爾·霍頓承擔了分離病毒基因序列所需的艱巨工作。直到1989年，邁克爾·霍頓與同事們利用分子生物學方法，終于找到引起這種不明原因肝炎的癥結——是一種病毒，并成功分析出病毒基因序列，克隆了該種病毒，將其命名為丙型肝炎病毒（HCV）。

然而，單是病毒就能導致肝炎嗎？為回答這個問題，科學家們必須研究克隆的病毒能否復制并導致疾病。對此，另一位科學家賴斯給出了最終證明：單是丙型肝炎病毒就可以導致不明原因的輸血傳播性肝炎病例。

如今，丙型肝炎已成為全球性的主要健康問題。據(jù)美聯(lián)社報道，世界衛(wèi)生組織估計，全球每年有超過7000萬例丙肝（HCV）病例，這種慢性疾病是引起肝硬化和肝癌的主要原因，每年約有40萬人因此死亡。

這3位科學家的發(fā)現(xiàn)讓直接作用于丙肝的抗病毒藥物研發(fā)與血液檢測成為可能。2013年起，隨著一系列新藥問世，丙肝正式進入完全治愈時代，目前已有數(shù)百萬丙肝患者生命得到挽救。據(jù)悉，目前在臨床實踐中，通過小分子的口服抗病毒藥物，丙肝的治愈率可以達到95%以上。

物理學獎：探索黑洞的“光”，揭示宇宙“最黑暗的秘密”

今年10月6日，黑洞再次攪起輿論風潮。

瑞典皇家科學院6日宣布，英國理論物理學家羅杰·彭羅斯（RogerPenrose）因為發(fā)現(xiàn)黑洞的形成是對廣義相對論的有力預測、德國天文學家賴因哈德·根策爾（ReinhardGenzel）和美國天文學家安德烈婭·蓋茲（AndreaGhez）因為發(fā)現(xiàn)了銀河系中央一個超大質量致密天體而共同問鼎2020年諾貝爾物理學獎，這是該獎項首次授予黑洞研究，眾望所歸。

黑洞是一種體積極小、質量極大的天體，如同一個宇宙的“吞噬之口”，連光也無法逃逸。去年，全球第一張黑洞照片面世，引發(fā)科學界乃至社會大眾的狂歡。

1915年11月，愛因斯坦發(fā)表廣義相對論，描述了引力如何掌控著宇宙中的一切：是引力讓我們站在地球上，引力也控制著行星繞太陽運行的軌道，以及太陽繞銀河系運行的軌道。大質量物質會彎曲空間并減慢時間；極大質量物質甚至可以切斷和包裹空間——形成黑洞。值得一提的是，愛因斯坦本人并不相信黑洞真的可以存在。

然而，在愛因斯坦去世10年后，彭羅斯用巧妙的數(shù)學方法論證了黑洞可以形成，并對其進行了詳細描述：在黑洞的核心隱藏著一個奇點，它的時空曲率無窮大，密度也趨于無限大。一旦物質開始坍縮，就沒有什么能阻止坍縮的繼續(xù)，所有物質只能沿一個方向走向奇點。這是一條通往時間盡頭的“單行道”。彭羅斯這篇開創(chuàng)性的論文發(fā)表于1965年1月，至今仍被認為是自愛因斯坦以來對廣義相對論最重要的貢獻。

賴因哈德·根策爾和安德烈婭·蓋茲各自帶領著一群天文學家，從20世紀90年代初開始研究銀河系中心區(qū)域。隨著精確度提高，他們成功繪制出距離銀河系中心最近的最亮恒星軌道。兩組研究人員都發(fā)現(xiàn)，有一種看不見但很重的物體促使這些恒星在周圍轉圈。這個物體約有400萬個太陽質量那么重，但體積卻與整個太陽系差不多。是什么使得銀河系中心附近恒星以驚人速度圍繞其旋轉呢？根據(jù)當前引力理論，可能的解釋只有一個：那就是超大質量黑洞。

“黑洞的形成與宇宙結構形成有著十分緊密的聯(lián)系。天體物理學家所做的努力，是為全人類揭示宇宙奧秘，最終所要回答的便是困擾人類已久的終極問題：人類從何而來?！敝袊茖W院院士、上海交通大學物理與天文學院教授景益鵬對此解釋道。

據(jù)報道，中國科學家也一直在開展黑洞的探索和研究，并已經(jīng)取得了一批重磅成果。據(jù)悉，目前，一個名為“黑洞獵手”的計劃已經(jīng)啟動。接下來，利用我國自主研制郭守敬望遠鏡極高的觀測效率，天文學家有望發(fā)現(xiàn)一大批“深藏不露”的黑洞，開創(chuàng)批量發(fā)現(xiàn)黑洞的新紀元。

化學獎：改寫生命密碼，助力癌癥新療法開發(fā)

10月7日，諾貝爾獎得主大家庭迎來兩位女性科學家！瑞典皇家科學院7日宣布，將2020年諾貝爾化學獎授予法國女科學家?，敿~埃勒·沙爾龐捷和美國女科學家珍妮弗·道德納，以表彰她們在基因組編輯方法研究領域作出的貢獻。

瑞典皇家科學院常任秘書戈蘭·漢松表示，“今年的獎項關乎重寫生命準則?！?/p>

諾貝爾化學獎評選委員會主席克拉斯·古斯塔夫松說：“這個基因編輯工具擁有巨大能量，它不僅在基礎科學領域引發(fā)了變革，還產(chǎn)生了很多創(chuàng)新性成果，并將帶來具有獨創(chuàng)性的新治療方法。”

CRISPR/Cas9為什么會被稱為“基因剪刀”？據(jù)悉，CRISPR是基因組DNA上的一段特殊序列，它廣泛存在于原核生物基因組中，是細菌和古細菌為應對病毒不斷攻擊而演化來的獲得性免疫防御機制。而Cas9則是CRISPR相關核酸酶。利用這組序列，細菌可以對侵襲過它的病毒產(chǎn)生“記憶”，并通過一種特殊蛋白酶“搗碎”這些病毒的DNA。與從前的基因編輯方法不同，CRISPR系統(tǒng)采用一個通用酶——Cas9來執(zhí)行剪切，研究人員能以此作為稱手的工具，改變他們想要修飾的DNA序列，這遠比合成一個酶要容易得多。

其實，人們第一次發(fā)現(xiàn)CRISPR序列是在1987年，由日本分子生物學家石野良純在大腸桿菌中偶然發(fā)現(xiàn)。但是，第一次證明CRISPR/Cas9可以開展基因編輯，源于這兩位女科學家在2012年發(fā)表的研究論文。在一個劃時代的實驗中，她們對基因剪刀重新編程，成功地在試管中再造了細菌的基因剪刀，并簡化了剪刀的分子組成，使其更容易使用。在其自然形態(tài)下，剪刀可以從病毒中識別DNA。沙爾龐捷和道德納證明了它們是可以被控制的，因此它們可以在一個預定的位置切斷任何DNA分子。而在DNA被切斷的地方，就很容易改寫生命密碼。

如今，憑借簡單、廉價和高效，CRISPR/Cas9已成為全球最流行的基因編輯技術，被稱為編輯基因的“魔剪”，它們的應用開始勢不可擋。據(jù)悉，這種工具促成了基礎研究中的許多重要發(fā)現(xiàn)，植物研究人員已經(jīng)能夠培育出耐霉、害蟲和干旱的作物。在醫(yī)學方面，新型癌癥療法的臨床試驗正在進行，能夠治愈遺傳疾病的夢想即將實現(xiàn)。據(jù)英國《每日郵報》統(tǒng)計，截至2018年全球范圍內(nèi)已有大約2700項使用CRISPR工具的臨床試驗正在進行或者得到批準，在諸如癌癥、器官移植、遺傳病治療上取得了一些突破。