诺奖全攻略:获得本届全地球最知名现金百万大奖的科学家们到底在干些啥
诺贝尔奖是根据科学家诺贝尔1895年的遗嘱而设立的五个奖项,包括物理学奖、化学奖、和平奖、生理学或医学奖以及文学奖,旨在表彰在物理学、化学、和平、生理学或医学以及文学领域“对人类作出巨大贡献”的人士。
2020年,每项诺贝尔奖的奖金增加到1000万瑞典克朗,相当于750w+人民币。事实上,诺贝尔的遗嘱最开始只有约3100万瑞典克朗。但是这3100万瑞典克朗并不直接用做奖金,而实用于投资。其中,90%的收益用作评奖的奖金。
这篇文章为大家整理了2020年诺贝尔物理学、生理学或医学以及化学奖的研究,让我们来看看到底是什么神仙研究可以获得全地球最有名的现金百万大奖。
诺贝尔生理学或医学奖——丙肝病毒的发现
2020年诺贝尔生理学或医学奖颁给了Harvey J. Alter、 Michael Houghton和Charles M. Rice,获奖理由是发现丙型肝炎病毒。
三人对丙肝病毒研究的贡献是这样的:
Harvey J. Alter首先发现人们因为输血所引起的慢性肝炎是由于一种未知的病毒;
Michael Houghton分离得到了丙肝病毒;
Charles M. Rice则证明了丙肝病毒单独可导致肝炎。
作为中国发病率第一的传染病——肝炎,大多数人的第一反应是“乙肝”,或者是它的姐妹“甲肝”。虽然丙肝的知名度很低,但它的危害性确是非常高的。丙肝通过血液传播,发展成慢性肝炎,引发肝硬化和肝癌。丙肝病毒比乙肝病毒“沉默”得多,往往能在人身上潜伏20-30年,一旦有症状就已成重病,迄今为止尚未有针对性疫苗。
在1965年之后,乙肝和甲肝病毒相继被发现。Harvey J. Alter却发现了新大陆,他认为这两种病毒并不是肝炎病毒的全部。他在临床样本中发现:在输血后的肝炎样本中,有近80%病例既不属于乙肝也不属于甲肝。这个数据说明,存在第三种肝炎病毒。同时,Harvey J. Alter还发现,这种病毒和乙肝病毒一样,是以血液等体液为传播途径,严重危害人类的健康。
虽然Harvey J. Alter已经知道了这种病毒的存在,但在以后十几年的研究中,因为研究条件的限制,他并没有揭开这第三种肝炎病毒的面纱。Harvey J. Alter通过在黑猩猩身上培养第三种肝炎的感染血清,为后续研究提供了非常大的帮助。
时间转眼来到了1989年,Michael Houghton利用分子生物学克隆技术,分离出了丙肝病毒的RNA片段。这个技术可以检测出前人研究中的80%既不属于乙肝也不属于甲肝的病例,正是丙肝。这种检测方法快速提高了血液样品中丙肝病毒的检测水平,使世界上更多的人免于丙肝的感染。
成功实现丙肝的分离和鉴定,为丙肝的研究推进了一大步。Charles M. Rice在接下来的研究中证明了丙肝病毒单独可导致肝炎。他发现丙肝病毒基因组的尾端有一个片段,这个片段在丙肝病毒的复制中具有十分重要的作用。通过基因工程技术,他构造了一种丙肝病毒的变种RNA。随后,研究人员将这个RNA注射到黑猩猩的肝脏中,随即在黑猩猩的血液中检测到了病毒。
据世界卫生组织估计,全世界大约有7100万人患有丙型肝炎,丙型肝炎会导致严重的肝脏并发症,在某些情况下甚至会导致死亡。困扰人们多年的病毒性肝炎家族谱因这三位科学家的努力而得到了补充和完善,后辈们在他们的研究基础上找到了治愈病毒感染的良方,这背后是千万人生命的延续和生活质量的提高。
诺贝尔物理学奖——银河系中心的超大质量致密天体的发现
2020年诺贝尔物理学奖颁给了Roger Penrose、 Reinhard Genzel和Andrea Ghez,获奖理由是发现银河系中心的超大质量致密天体的发现。
三人对黑洞研究的贡献是这样的:
Roger Penrose的理论研究是黑洞成为天文观测目标的理论基础
Reinhard Genzel和Andrea Ghez则是发现了黑洞
在科幻小说和电影中,黑洞的出现频率是相当高的。黑洞是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。故而,“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。
对于黑洞的研究,在科学领域也是一场旷日持久的马拉松。
爱因斯坦1915年发表了广义相对论,颠覆了之前所有有关时空的概念,引力塑造了宇宙的最大范围,而相对论为理解引力提供了一个全新的基础。但这些,一直被认为是纯粹的理论推测。
Roger Penrose首先成功地为所有坍缩物质找到了一个现实的解,其利用巧妙的数学方法表明黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接预测结果。1965年1月,Roger Penrose证明了黑洞确实可以形成并对其进行了详细描述。Roger Penrose开创性的研究,被视为对广义相对论的最重要贡献。
Reinhard Genzel和Andrea Ghez自1990年代初以来,他们一直专注于观测银河系中心的一个区域。随着精确度的提高,他们成功绘制了离银河系中心最近的最亮恒星的轨道。这两组测量结果都发现:有一种看不见、却非常重的物体,使得这些恒星在其周围以惊人的速度旋转。而这个看不见的物质,有400万个太阳质量那么重。
根据当前的引力理论,可能的解释只有一个——超大质量黑洞。
Reinhard Genzel和Andrea Ghez使用世界上最大的望远镜,可以通过巨型星际气体和尘埃云看到银河系的中心。他们的开创性工作,提供了迄今为止最令人信服的证据,表明银河系中心有一个超大质量的黑洞。
诺贝尔化学奖——基因编辑
2020年诺贝尔化学奖颁给了Emmanuelle Charpentier和Jennifer A . Doudna,获奖理由是基因编辑技术的发展。
CRISPR全称Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats——成簇的规律间隔的短回文重复序列。CRISPR/Cas系统是细菌和古菌在长期演化过程中形成的一种免疫系统,用来抵抗外源遗传物质的入侵,为它们提供获得性免疫。CRISPR/Cas系统可以识别出外源DNA,并将它们切断,沉默外源基因的表达。正是由于这种精确的靶向功能,CRISPR/Cas系统已被开发成一种高效的基因组编辑工具。
在自然界中,CRISPR/Cas系统拥有多种类别,而CRISPR/Cas9系统是其中研究最深入,应用最成熟的一种类别。凭借着成本低廉,操作方便,效率高等优点,CRISPR/Cas9迅速风靡全球的实验室,成为了生物科研的有力帮手和基因编辑的强大工具。
Emmanuelle Charpentier和Jennifer A . Doudna发现了基因编辑技术中最有利的剪刀:CRISPR/Cas-9。利用这个技术,研究人员可以自由地改变动物、植物和微生物地DNA。这项技术对生命科学产生了革命性的突破,为多种疾病的疗法做出了贡献,并使遗传病的治疗成为可能。
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