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今年的诺贝尔化学奖很可能帮助对抗癌症和衰老带来的疾病

在获奖科学家看来,这些进展有望帮助全社会“将疾病转化成一件我们可以与之共存的事”。

作为承载着生命蓝图的精巧分子,DNA 是如何在反复不断的冲击之下免于崩溃瓦解的?周三,诺贝尔化学奖颁给了三名科学家,他们的研究解开了这一领域的部分秘密。

托马斯·林达尔(Tomas Lindahl)、保罗·莫德里奇(Paul Modrich)和阿齐兹·桑贾尔(Aziz Sancar)共同获得了这一奖项,他们发现生命机体细胞在不断地修复 DNA,并且保护其不会受到一波又一波来自机体内部和环境的各种冲击和伤害。

诺贝尔化学奖委员会主席克拉斯·古斯塔夫松在瑞典斯德哥尔摩告诉记者,三位获奖者阐述了保护我们基因组完整性的基本机制

林达尔今年 77 岁,在伦敦附近的弗朗西斯·克里克研究所和克兰亚实验室工作,他的获奖原因是由于发现了细胞会修复受损 DNA 以及它们修复的机制。莫德里奇现年 69 岁,就职于杜克大学医学院霍华德休斯医学研究所,他阐释了在细胞分裂过程中 DNA 修复时的细胞“纠错”机制。桑贾尔今年也是 69 岁,就职于北卡罗来纳大学教堂山分校,他描述了细胞修复紫外线对 DNA 的损伤的过程。

阿齐兹·桑贾尔阿齐兹·桑贾尔

在发布于诺贝尔奖网站上的采访中,登载了各位获奖者在获奖后的回应。林达尔博士说,你做过的事情终于被承认是重要的这种感觉挺好的。

得到获奖消息的时候,莫德里奇博士正在美国新罕布什尔州休假。他说我很震惊,然后开着玩笑说,对于不能参加校方的一次新闻发布会,他没有任何遗憾,我在对的时间来到了对的地方。

桑贾尔是在土耳其本土科学家中第一名诺奖得主,他说这在自己的祖国会掀起大规模的庆祝活动。我为我的国家感到高兴,他说。

保罗·莫德里奇保罗·莫德里奇

人类的身体是由数以万亿计的活细胞构成的,每一个细胞中都包含螺旋状 DNA,如果将其展开排列能达到 6 英尺长。而每一个链状结构里都承载了成千上万的遗传指令,引导生命机能的运作。

但是 DNA 分子并不是稳定不变的。每天,每个细胞的基因都要经历成千上万次的自发性变化。在身体的细胞进行分裂和增殖过程中,每天都会发生几百万次 DNA 复制,这一过程中也可能产生错误。此外,DNA 还会在太阳带来的紫外线、工业污染物和自然毒素(例如吸烟的毒素)影响之下受到损伤。而对抗这些伤害的就是 DNA 修复机制。而这三位获奖者,他们分别发现了三种不同的 DNA 损伤的修复路径。

早在 1970 年代初,林达尔就打破了早期科学界将 DNA 作为一种稳定分子的错误认定,他阐述道,复杂分子的受损退化会快到让世界上的生命体都不可能存在。正是这一见解,让他发现了一种能够不断抵消 DNA 崩溃的分子体系。

托马斯·林达尔托马斯·林达尔

桑贾尔博士阐明了细胞是如何修复紫外线对 DNA 造成的损伤的。那些生来就存在修复机制缺陷的人,在日晒的影响下就会患上皮肤癌。

莫德里奇博士发现了细胞在 DNA 复制过程中的“纠错”机制,它至少能将错误发生的频率降低一千左右。如果这一系统存在缺陷,就会导致遗传结肠癌的变异。

专家称,这些发现很可能对癌症和随着年龄变老而产生的疾病的治疗有所帮助。

林达尔博士称,这些进展有望帮助全社会“将疾病转化成一件我们可以与之共存的事情”。

诺奖的颁发机构瑞典皇家科学院称,三名获奖人的成就在人类了解活细胞功能、同时从分子层面解释遗传性疾病成因以及癌症发生发展和人体衰老的机制方面做出了决定性贡献。

戴安·葛洛·施密特是总部位于华盛顿的美国化学学会主席,他称这一奖项是美国研究实力的彰显,因为三位获奖者中有两位在美国的大学工作。

即便如此,这周颁发的诺贝尔奖仍然反映了科学的全球化,而美国在上个世纪一直主导着这一进程。周一的生理学或医学奖颁发给了中国人、日本人和爱尔兰裔美国人。周二颁发的物理学奖的获得者是来自日本和加拿大的专家。

周三颁发的化学奖得主中,桑贾尔博士出生于土耳其,而林达尔博士是第 29 个生于瑞典的诺贝尔奖获奖者——这同样反映了这种全球化的趋势,但也同时强调了美国研究机构的核心地位。

自 2000 年以来,美国一直保持着在诺贝尔化学奖领域中的领先优势,基本上每年都至少有部分奖项颁给美国公民,只有 2007 年和 2011 年两年空手而归。其它化学奖的获奖人来自奥地利、法国、德国、以色列、日本和瑞士。

最近几年,化学奖已经蜕变成了一场异域研究的狂欢,这是当年发明了甘油炸药的化学家阿尔弗雷德·诺贝尔怎么也无法想象的。这些成就和那些由一代又一代的学子拼组而成的棍状和球状分子模型几乎没有共同之处。

近年来,相比物理学奖和医学奖,化学奖更多地会颁发给跨学科领域的研究。今年的获奖者已经开发出了能照亮活细胞运动轨迹的发光分子、探索微妙反应的计算机模型,以及能深入活细胞一窥其最最微小结构的强大的显微镜。有一名化学奖的获奖者还发现了准晶体,这种物质中的原子会以永不重复的模式排列。

周三颁发的化学奖中断了这一奖项向越来越远的研究领域漂移的进程。取而代之的是,它表彰的科学家将注意力集中在了研究生命的终极秘密:存在于每一个活细胞中、承载着微妙信息的 DNA 是如何保持它的完整性的。

林达尔博士、莫德里奇博士和桑贾尔博士将平分 800 万瑞士克朗(约合 96 万美元、616.6 万人民币)的奖金。

翻译  is译社 刘昉

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