霍华德休斯医学研究所

本月早些时候，著名神经科学家 Tomas Jessell 因未指明的违规行为被哥伦比亚大学和霍华德·休斯医学研究所解雇。图丨2008年Jessell在神经科学领域被授予科维理神经科学奖（Kavli Prize）哥伦比亚大学昨日于一份声明中表示，学校66岁的神经科学家Tomas Jessell，因其“严重违规行为”现已遭到解雇；同时，学校已关闭其实验室。霍华德·休斯医学研究所（HHMI）也聘请了Jessell，而在上周，HHMI 就已经撤销了Jessell 的研究员职位。据研究所发表的声明，原因在于他违反了 HHMI 的规定。图丨 Jessell 是该书的主编之一，另一位编辑Kandel已获诺奖然而，哥伦比亚大学和 HHMI 都既没有指明 Jessell 的违规行为，也没有公布他触犯了哪条规定。而上周，HHMI 就已经撤销对Jessell 的资助。有猜测称可能与其跟学生有染有关。哥伦比亚大学仅表示：“我校现已取消Thomas Jessell博士的行政职务，同时逐渐关闭其位于哥伦比亚大学医学院的Jessell实验室。经调查，我校发现其行为严重违反学校政策，并在学术环境中给教职员工灌输不良思想。因此，经考虑做出以上决定。我校将履行责任，逐步关闭实验室。在保留有价值的研究同时，将帮助相关职员继续追求自己的事业。自调查开始之际， Jessell博士已离开实验室。”哥伦比亚大学不会就调查开始时间以及调查人员作出说明。HHMI也不会说明到底是其内部进行的调查亦或依赖于哥伦比亚大学的调查结果。一位大学官员表示，该实验室将在未来15个月内关闭。据实验室网站一月份显示，实验室工作人员包括10名职员、两名研究生和10名博士后学生。HHMI自1985年起便开始资助Jessell的研究。同年，Jessell从哈佛大学搬到哥伦比亚大学。今年3月2日，研究所将他解雇。HHMI发言人Kathryn Brown表示，Jessell的撤职与其学术成就无关。尽管HHMI研究员并没有离开原来的机构，HHMI研究员实际上已经是HHMI的正式员工了（HHMI研究员无需离开原来所在的大学或研究机构）。Jessell是哥伦比亚大学神经科学系和生物化学与分子生物物理学系的Claire Tow 讲席教授，同时还是哥伦比亚大学的神经科学研究所——祖克曼大脑行为研究所（Mortimer B. Zuckerman Mind Brain Behavior Institute，该机构建于2016年）的联合主任。如今，该研究所网站上只有同为联合主任的Eric Kandel和Richard Axel的名字了。哥伦比亚没有剥夺 Jessell 其神经科学终身教授的职位。取消终身教授这一职位需要通过教师事务委员会的一系列程序。Jessell 也并没有在几个小时内对请求置评的电子邮件做出回应。本周早些时候，他与实验室的工作人员和学生见面透露了这一消息。神经运动控制领域顶级专家Jessell是土生土长的英国人。Jessell在剑桥大学完成其博士学位，进行了开拓性研究——确定了神经发育和脊髓组织中的机制。2008年，Jessell被授予科维理神经科学奖，（与另外两名得主）分享奖金100万美元。该基金会指出，其工作本身具有非常深远的影响：“电路结构的原理在Jessell其关于脊髓的研究中得到体现，如今还被应用于整个大脑。值得关注的是，Jessell其成果能从分子水平上解释大脑皮层的不同部位是如何获得其特定特征的。“斯坦福大学校长马克·特希尔-拉维尼（Marc Tessier Lavigne，著名神经科学家）曾是Jessell的学生，目前尚未对此事发表评论。-End-

新冠病毒进入细胞取决于病毒的S蛋白（spike protein）与人类细胞受体的结合域（RBD）。尽管尚无新冠疫苗，但抗体对全球抗疫至关重要。目前，一支顶尖艾滋病研究团队已从新冠康复者的血浆中提取、鉴定抗体，并发现了高中和活性、稀有但反复出现的RBD特异性抗体。这提示根据该抗体研发的疫苗，可能对大众普遍有效。以上发现来自医学预印本网站bioRxiv刊发的美国洛克菲勒大学、加州理工大学、霍华德休斯医学研究所、陈·扎克伯格生物中心(Chan Zuckerberg Biohub)的新冠抗体重磅研究：Convergent Antibody Responses to SARS-CoV-2 Infection in Convalescent Indivials。论文刊发时间为当地时间5月15日，通讯作者有美国洛克菲勒大学分子免疫学实验室主任Michel Nussenzweig和Paul Bieniasz教授等。Michel Nussenzweig教授（左）Paul Bieniasz教授（右）作为艾滋病领域的顶尖学者，Nussenzweig的研究聚焦于免疫系统固有和适应性反应的分子机制，研究方法结合了生物化学、分子生物学和遗传学。他专注于B淋巴细胞和HIV-1抗体研究。为应对COVID-19暴发，Nussenzweig已将其研究扩展到SARS-CoV-2，并从康复患者体内分离并鉴定高效的中和抗体。另一位通讯作者Paul Bieniasz教授同样是艾滋病领域的顶尖学者。他的研究试图定义宿主基因如何影响病毒的复制，重点是人类和灵长类动物免疫缺陷病毒。其实验室致力于表征病毒模仿、操纵和以其他方式利用的宿主功能，以及防御细胞针对病毒感染而进化的特征。当地时间5月13日，世卫组织（WHO）卫生紧急项目负责人迈克尔·瑞安（Mike Ryan）表示，新冠病毒可能成为长期问题，很难预测何时可以战胜病毒，它可能成为永远不会消失的流行性病毒。瑞安以艾滋病为例，指出尽管艾滋病毒没有消失，但人类已找到治疗方法和预防手段，人们也不再像以前那样恐惧艾滋病。附：研究方法新冠病毒的S蛋白负责与人体受体结合入侵，这通常是药物研发的重要靶标。在感染过程中，S蛋白被宿主蛋白酶（如TMPRSS2）裂解为N端S1亚基和C端S2亚基，S1和S2分别介导受体结合和膜融合。其中，S1包含N末端结构域（NTD）和受体结合结构域（RBD），在确定组织向性和宿主范围方面至关重要。在病毒入侵人体时，RBD会与人类受体ACE2（血管紧张素转化酶2）结合。但目前，关于人类对SARS-CoV-2的抗体应答知之甚少。在这项研究中，研究团队报告了68名COVID-19康复者，并且均未住院。这些康复者在症状发作后30天收集的血浆的半最大中和滴度范围分布各不相同，从不可检测（占样本的18％）到低于1：1000（占样本的78％），只有3％的康复者大于1：5000。抗体克隆显示了RBD特异性记忆B细胞（表达密切相关的抗体）在不同个体中的扩增克隆。尽管血浆滴度较低，但针对RBD上独特表位的抗体的半抑制浓度可以在低至ng/mL级别时进行中和。以此，大多数未住院而从COVID-19中恢复的个体，其恢复性血浆不包含高水平的中和活性。然而，在所有测试的个体中都发现了具有有效抗病毒活性的稀有但反复出现的RBD特异性抗体，这表明根据此类抗体研发的疫苗可能普遍有效。在2020年4月1日至4月17日之间，有73名符合条件的参与者进入了研究。其中有48名（65.8％）是通过RT-PCR确诊的新冠患者（下称“病例”），25名（34.2％）是诊断病例的密切接触者（下称“接触者”）。有5例没有出现症状的密切接触者被排除在进一步分析之外。收集样本时，这68人已经至少14天不再有任何症状。只有一名SARS-CoV-2核酸检测是阳性的无症状者，其他67名参与者平均发病时间约为样本采集前30天（17至48天）。在该队列中，症状平均持续10天（0-28天），并且都未入院。最常见的症状是发烧（82.4％），咳嗽（64.7％），肌痛（55.9％）和疲劳（54.4％），合并症则很少见（8.8％）。性别之间，病例与接触者之间，症状的持续时间或严重程度，或症状发作至采集样品的时间之间，没有显著差异。测试的血浆样本中，88％和66％显示有针对RBD特异的IgG和IgM抗体（高于对照组至少2个标准差）。然而血浆样本中抗三聚体S蛋白的IgG和IgM抗体应答只有40％和21％（高于对照组至少2个标准差）。IgG和IgM抗体水平与样本是发病后多久采集、年龄、性别、病例或接触者之间没有显著差异。相反，IgG抗体与RBD和S蛋白的结合与症状的持续时间直接相关，但IgM抗体与RBD和S蛋白的结合与症状的持续时间无关。最后，对S蛋白的抗体水平，性别间差异不大，但是女性对RBD的IgG结合抗体的效果比男性低。为了测量恢复性血浆的中和活性，研究者使用假病毒测定法，该方法使用携带纳米荧光素酶报告基因的HIV-1基病毒粒子和SARS-CoV-2 S蛋白。用半最大中和效价（NT50）衡量的队列中的中和活性总体水平通常较低，无法检测到的为18％，低于1000的则为78％。NT50的几何平均值为212（算术平均值=850），只有2个人的NT50达到5000以上。研究认为，中和活性与症状的持续时间和症状严重程度相关，但与症状，年龄，性别或病例/接触状态的发作相关的样品采集时间无关。值得注意的是，结合RBD和S的IgG抗体的水平与NT50密切相关。为了确定由SARS-CoV-2感染引发的抗体的性质，研究者使用流式细胞仪从6名参与者的血液中分离出了带有结合RBD受体的B淋巴细胞，这6名参与者中包括2名具有最佳抗体中和活性的患者。抗原特异性B细胞的频率由其结合藻红蛋白（PE）和BV711标记的RBD的能力确定，在COVID-19恢复期的循环B细胞范围为0.07至0.005％，但在对照组中无法检测到。研究者通过逆转录和PCR，从6名恢复期个体的单个RBD结合B细胞中获得534对IgG重链和轻链（IGH和IGL）序列。与人类抗体库相比，IGH和IGL基因有几个明显超标。IGH和IGL的V基因核苷酸突变的平均数分别为4.2和2.8，这比从患有慢性感染的个体克隆的抗体中要低，比如乙型肝炎或HIV-1，并且类似于源自原发性疟疾感染或非抗原富集的循环IgG记忆细胞的抗体。与其他人类病原体一样，在所有测试的COVID-19个体中都有抗原结合B细胞的扩增克隆。总体而言，复原IGH和IGL序列的32.2％来自克隆扩增的B细胞（范围为21.8-57.4％）。在不同个体中共享IGHV和IGLV基因特定组合的抗体占所有克隆序列的14％。值得注意的是，在不同个体中发现的一些抗体的氨基酸序列几乎相同。例如，在不同个体中反复发现的具有IGHV1-58/IGKV3-20和IGHV3-30-3/IGKV1-39的克隆抗体的氨基酸序列，同一性高达99％和92％。研究者得出的结论，对SARS-CoV-2RBD的IgG记忆反应在周期性克隆扩增的抗体序列中高度丰富。为了检查抗SARS-CoV-2抗体的结合特性，研究者表达了34种代表性抗体，其中24种来自克隆，10种来自单体（3个参与者血浆中发现）。ELISA分析显示，94％（34种抗体中的32种）以6.6ng/mL的半最大有效浓度（EC50）与SARS-CoV-2RBD结合，。为了确定这些抗体是否具有中和活性，研究者针对SARS-CoV2-Strunc假病毒进行了测试。在测试的32种RBD结合抗体中，发现20种可以在纳克/毫升数量级的半最大抑制浓度（IC50）下有小中和，浓度范围为4.4至709纳克/毫升。在个体中发现有效的中和抗体，与血浆NT50无关。例如，从血浆NT50值分别为5053和298的个体COV21和COV107获得了C002和C121，IC50分别为8.9和6.7ng/mL。最后，具有共享IGHV和IGLV基因的抗体的克隆是最好的中和剂之一，例如具有IGHV3-30/IGKV1-39的抗体C002，这两个供体均具有最好的血浆中和活性。研究者得出的结论是，即使具有中等血浆中和活性的人，也具有产生有效SARS-CoV-2中和抗体的罕见IgG记忆B细胞。为了确定具有中和活性的人抗SARS-CoV-2单克隆抗体是否可以结合到RBD上的不同域，研究者进行了双层干涉测量实验，其中将预先形成的抗体-RBD免疫复合物暴露于第二种单克隆抗体。测试的抗体包括2组，而C002和C105与预先形成的C121-RBD复合物结合，而C104，C110和C119没有。结论是，像SARS-CoV一样，SARS-CoV-2的RBD上至少存在2个不同的中和表位。通过单细胞抗体克隆，个体在自然感染中获得了对病毒和寄生虫等病原体具有中和活性的人单克隆抗体。在模型生物和早期临床研究中，已经显示出几种有效的保护和治疗方法，但是目前只有一种抗病毒单克隆药物正在临床使用。与小分子药物相比，抗体相对昂贵并且更难以生产。但是，它们与药物的不同之处在于，它们可以通过与宿主免疫细胞上的Fcγ受体结合的恒定结构域参与宿主免疫系统。这些相互作用可以增强免疫力并帮助清除病原体或被感染的细胞，但它们也可以导致登革热以及冠状病毒感染增强。这个问题阻碍了登革热疫苗的开发，但不会干扰有效的中和抗体的临床应用，可以对其进行修饰以防止Fcγ受体相互作用并保持对病毒病原体的保护作用。抗体是大多数疫苗必不可少的元素，可能会成为抗SARS-CoV-2的有效疫苗的关键组成部分。观察表明，大多数恢复期患者的血浆中和活性较低，但是在血浆中和活性异常的患者中可以发现具有有效中和活性的抗SARS-CoV-2RBD复发的抗体，这表明人类具有内在的能力产生抗RBD能有效中和SARS-CoV-2的抗体。因此，特异性和有效地诱导靶向SARS-CoV-2RBD的抗体的疫苗可能是特别有效的。参加者的人口统计学和临床特征：【来源：环球网资讯】版权归原作者所有，向原创致敬

「我会相信一切都有尽头…… 没有什么永垂不朽……」写这句歌词的人，大概不知道HeLa 细胞系。这个没有生命尽头（无限分裂）的细胞系以一己之力奠定和推动了现代癌症、遗传学、病毒学和空间微生物等学科的进步，没有什么比它更能永垂不朽。一个无意的举动造就了一株永生的细胞系1951 年，在约翰霍普金斯医院里，一位名叫 Henrietta Lacks 的女黑人被诊断为宫颈癌。约翰霍普金斯的研究人员 George Otto Gey 博士按照往常的操作流程，从她的宫颈处取下活检样本，进行临床评估和研究。George Otto Gey 博士。Gey 的实验助手 Mary Kubicek 将活检组织进行细胞培养，以观察细胞的生长情况。按照往常的习惯，Mary 取患者名和姓的前两个字母组成了这个样本的名字，HeLa，标记在了细胞培养瓶上。往常组织培养的细胞很快就会死去，但HeLa 细胞每隔 20-24 小时就会复制一次，没有任何生命衰减的症状。Henrietta Lacks 遗照。自她去世至今，全球已经使用了超过 5000 万吨海拉细胞系产生的细胞。不久之后，Henrietta Lacks 女士因宫颈癌病逝。但 Gey 博士没有销毁 HeLa 细胞，他似乎要看看这个 HeLa 细胞到底繁殖多少代以后才会死。这一决定随后就造就了人类第一株细胞系 HeLa 细胞系的诞生。1953 年，Gey 实验室在《实验医学杂志》发表了一篇论文介绍了 HeLa 细胞系，之后，世界各地的相关领域的研究人员都向 Gey 讨要了 HeLa 细胞系。Gey 都无偿寄给了他们。但这一切的一切，Henrietta Lacks 女士本人生前以及其亲友都不知情。因为，在那个年代，没有任何规定要求研究人员告知患者，他们的组织样品被拿去做了实验。其次，谁都没想到 HeLa 细胞系会一直不停地分裂下去。最重要的是，Gey 实验室并没有使用 HeLa 细胞系进行任何的商业行为。一株细胞系引发的一场风波但是，一切美好的事情总是伴随着很多让人唏嘘的元素。一个最为明显的事实就是，虽然 HeLa 细胞系这么多年来带来了巨大的研究价值和经济价值，但 Henrietta Lacks 女士的家族成员们却依旧无法支付去医院看病的费用。据 2010 年《细胞》的一篇文章，这一团小小的宫颈癌细胞，如今已复制成了总重量超 5000 万吨海拉细胞系，帮助世界各地的研究人员发表了至少 6 万篇论文。图片来源：Cell1981 年加州最高法院通过法案，任何病人死后留下的组织样本都不再是病人的遗产，并且可以商业化，病人及其家属享有组织样品用途的知情权。这一法案或许让诸多研究人员在使用 HeLa 细胞系时不再有任何心理负担，但是对于很多科学家来说，学术界依然亏欠 Henrietta Lacks 女士本人以及她的家人们。因为，学术界不仅仅是使用 HeLa 细胞系那么简单。Henrietta Lacks 家族成员聚集在海拉纪20 世纪 70 年代初，研究人员为了弄清楚 HeLa 细胞系为何持久分裂的原因，找到了 Henrietta Lacks 女士的家人，并采集了他们的血样进行遗传分析。1974 年，Henrietta Lacks 的女儿 Deborah Lacks 向一位研究人员询问关于 HeLa 细胞系的事情，这位研究人员在一本医学教科书上签下了自己的名字，赠予给了 Deborah Lacks 并告诉她，她要的答案就在这密密麻麻的文字中。或许她在那时才知道自己母亲的细胞被大规模应用于科学研究。然而，直到 2009 年 Deborah Lacks 去世，她们家族仍然没有得到学界一个适宜的答案。时间一晃到了 2013 年，随着新一代基因组测序和分析技术的发展，科学家们想通过基因组测序弄清楚为何 HeLa 细胞系一直未停止分裂的原因。但是，由于 HeLa 细胞系承载的是 Henrietta Lacks 女士本人及其家族的遗传信息，基因组数据的发表要得到其家族成员的同意。时任美国国立卫生研究院（NIH）的主任，Francis Collins 开始觉得有必要趁此机会弥补过去几十年来对 Henrietta 家族的轻视，他亲自接触 Henrietta 家族的成员，向他们介绍和解释过去这些年 HeLa 细胞系的研究，以及基因组数据的用途等。Henrietta 家族最终同意 HeLa 细胞系基因组信息的发布。图片来源：Nature而这，也是过去几十年中，学界首次与 Henrietta 家族坐下来认真商讨关于 HeLa 细胞系的问题。虽然，事情进展的并非那么顺利，但一切总归是一个好的开始。一场风波背后是一个复杂的问题在 NIH 的引文检索工具 Pubmed 中，有超过 11 万篇涉及 HeLa 细胞系的研究，在 2013 年以前 NIH 就收录了全球的研究人员贡献的超过 1300GB 的 HeLa 基因组数据。没有人能阻止更多的数据的产生和更多研究的继续，Henrietta 家族不行，NIH 也不行。这一苍白的事实的另一层意义就是，即使要赔偿 Henrietta 家族，学术界也没有一个牵头的个人或主体，毕竟在现有的法律范围内即使政府也没有义务对此有任何责任和义务。Pubmed 检索结果另一方面，HeLa 细胞系所牵扯的一个更大问题是，科学界和普通人之间的认知差距问题以及平权问题。科学界需要 HeLa 细胞系，以及很多类似的研究来推动科学的发展，不仅是科学界，全人类都需要科技的进步，来消除疾病。试着想一下，假如 1951 年，Henrietta Lacks 本人或者其家属拒绝研究人员进行继续研究，现在会是一个什么情形？那么，病人就应该为医学贡献吗？没有答案。尤其是现在，每个人的基因组数据堪比每个人的指纹，所涉及的是比指纹更为私密的信息数据。另外，鉴于 HeLa 细胞系问题的影响之大，如果不能好好解决，可以预见未来很多人将不会愿意参与到医学研究之中，无论是对科学界还是全人类的进步来说都是极大的损失。风波暂时告一段落，但故事还在继续七年以后的今天，2020 年 10 月 29 号，这一问题也终于出现了转机。美国第二大的私立生物医学研究组织，霍华德休斯医学研究所（Howard Hughes Medical Institute，简称 HHMI）宣布将支付数十万美元，以赔偿 Henrietta Lacks 家族。图片来源：Nature与此同时，来自剑桥大学以及加州大学旧金山分校的一些实验室，也将举行募捐活动，并打算将募捐的钱赠予 Henrietta 家族。虽然，HeLa 细胞系所引发的一系列问题并没有被尽善尽美地解决，但这些温暖的、追求平等的人文关怀一定是在推动着科学和人类社会的进步。希望这星星点点的温热能够延续下去，让更多的人受益，毕竟科学的进步也是为了让更多的人受益。

图片来源：Scott Dalton来源：科研圈（ID：keyanquan）对于公众来说，拥有诺奖得主这个名号的科学家似乎都是稳重严谨、成长于世界级名校的精英学者。不过 2018 年新晋诺贝尔生理学或医学奖得主詹姆斯·艾利森（James Allison）似乎和这个人设有些不符：他头上没有常青藤毕业生的光环，年轻时几经波折和意外才得到了学界的注意，与他人的学术竞争两度失利，却为我们开启了癌症免疫治疗的新时代。詹姆斯·艾利森（James Allison）可以说是著名吉他手杰瑞·加西亚（Jerry Garcia）和家喻户晓的科学家本·富兰克林（Ben Franklin）的混合体。他经常漏接电话，更别提这个电话是在凌晨 5 点由一个陌生号码拨过来的。所以他顺理成章地错过了那通来自瑞典、告知他获得 2018 诺贝尔生理学或医学奖的电话。最后还是他儿子在凌晨 5 点 30 分用一串熟悉的号码突破了“防线”，把这一喜讯传递给了他。自此，艾利森的电话就再没停过。艾利森的突破在于他发现了一种癌细胞用于逃避免疫系统击杀的“秘密协议”，并且找到了阻止“协议”进行的方法——诺奖委员会对此给予了高度评价，认为这一发现“革命性地改变了癌症治疗，从根本上改变了我们对癌症治疗的看法”。同艾利森共享本次诺奖的还有京都大学（Kyoto University）的本庶佑（Tasuku Honjo）。这两位科学家致力研究的癌症免疫疗法，几乎让癌症治疗在一夜间取得了突飞猛进的发展。在5 亿年的进化过程中，免疫系统已经成为了我们体内“坏细胞”的清道夫。那么，为什么免疫系统不能像抵御感冒那样去抵御癌症呢？一百多年来，科学家们前赴后继，试图找出癌症免疫拼图中缺失的那片关键，没人能确定它是否存在，更没人能料到，它会被一名彪悍的得克萨斯口风琴手歪打正着地发现。初出茅庐1965 年到 1973 年这段时间对一名身处奥斯汀（Austin）的年轻音乐爱好者来说可谓是黄金年代，那时这座小小的大学城正在转型成为牛仔之州的科技首府——艾利森跟这里很合得来。图片来源：Courtesy of Jim Allison家乡得州埃利斯（Alice）似乎装不下这个少年。当地高中甚至没有介绍达尔文理论的高等生物学课程，于是他转到了得克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）进修。课程结束后，他被这所大学录取了。那时，这个年轻的得州小伙根本对诺贝尔医学奖没有任何概念。如果想在得州开个音乐酒吧，那你一定需要一个吉姆·艾利森这样演奏布鲁斯口琴的好手。在艾利森眼里，这样的生活比当个医学院的预科生有趣多了。他不愿背诵他人的发现与成就，他想学会技术，自己去搞研究。1965 年，他改变方向，进入实验室攻读生物化学博士，研究催化体内各种反应的酶。艾利森研究的这种酶能够破坏能够诱发小鼠白血病的一种化学物，从而使肿瘤组织坏死——他的研究目标就是搞清其中的生化机制。这个选择，促成了他未来在对抗癌症的战役中做出的革命性突破。在艾利森开始研究免疫系统时，它就像是人体内的深海生态系统，没有被真正探索过。以当时人们知之甚少的先天免疫系统（也被称为非特异性免疫）为例，其中包含的树突状细胞和巨噬细胞可以挤过体细胞间隙，吞噬该“退休”的体细胞（正常细胞到了报废期将会自觉地通过凋亡实现自我毁灭），也会吃掉一些坏家伙——它们大多是入侵体内的病原体。这些异己细胞因“长相”不同而被识别——它们表面如同指纹般的蛋白化学结构与我们自身的细胞不同，巨噬细胞能够识别这些表面蛋白从而进行吞噬。这些细胞不仅仅是清道夫。当它们发现异己之后，会将它们的“碎片”——外来蛋白质（也就是抗原）带回淋巴结。这些信息会刺激适应性免疫系统中其他细胞，使它们快速增殖，产生实现特异性免疫应答的细胞军团。因此，预先向机体展示可能引发疾病的灭活病原体，这能使免疫系统提前搭建起对抗类似病原体的防御工事。之后，如果病原体再次出现，早有准备的免疫军团就能立刻“上阵杀敌”。艾利森想知道的是，被治愈的患癌小鼠，是否也对癌症“免疫”？“纯粹是为了好玩，我做了另外一个实验。因为我把这些患癌小鼠治好了，于是我决定再次给它们注射肿瘤，但这次不再用酶来治疗它们，看看会发生些什么？”艾利森回忆道。他没争得许可，也没做实验记录。就是一时兴起，结果发现小鼠安然无恙。“它们没得癌症，”艾利森说，“我又给它们注射了 10 倍量的肿瘤细胞，它们还是没得癌症。于是我又追加了 5 倍剂量，它们还是没得癌症！这里面还真有点意思。”艾利森说道。“真是太奇妙了。”图片来源：The University of Texas MD Anderson Cancer Center/Courtesy of Jim Allison作为一次偶然事件，这个实验证明不了什么。但它已经成功让艾利森瞥见了免疫系统的奥秘和潜力，以及那时刚发现的新成员——T 细胞。它们有些确实是杀手，但还有一些能帮助实现复杂的免疫应答。因此他决定再次转换方向，去研究这个新课题。解密T细胞1973 年，艾利森终于结束了他在奥斯汀为期 8 年的求学生涯，拿到博士学位的他想要施展拳脚，在免疫学研究领域开拓新疆域。于是他一路向西，远赴 1300 英里外的加利福尼亚，在著名的斯克里普斯研究所（The Scripps Research Institute）进行自己的博士后研究。那时他白天在实验室工作，而到了晚上则会变成一个西部乡村乐队的口风琴手。艾利森是乐队中唯一的兼职，和全职的音乐家们一起玩乐让他迅速融入进了当地的音乐圈子，甚至误打误撞参加了著名音乐人的庆功宴。但与此同时，斯克里普斯研究所的工作并不像他预想得那样。“我一直在做蛋白纯化和测序，研究免疫系统中的关键分子。”但艾利森觉得这些不是真的免疫学，他对整个系统如何工作更感兴趣。“我想，如果这就是科学研究的样子，那我并不喜欢它。”他回到了家乡，事情也出现了转机。在得克萨斯，MD 安德森癌症中心（MD Anderson Cancer Center）在史密斯维尔（Smithville）的一个小镇附近建立了一个全新的实验室，仅有 6 名员工在那里工作，艾利森加入了他们。刚成立的实验室并不是上级的重点注意对象，这反而让艾利森觉得如鱼得水。他的同事是一群聪明热情的同辈科学家，最年长的也不到四十岁，这些人经常工作到深夜，乐意为彼此的实验帮忙。从教学和管理的任务中解放，让这一切变得更美好了，一辆诺顿突击队 850 摩托，配上美国国立卫生研究院（National Institutes of Health，NIH）和美国国家癌症研究所（National Cancer Institute，NCI）的资金支持，艾利森可以追求他真正感兴趣的 T 细胞研究了。在那时，人们只知道 T 细胞会杀死患病或是感染的体细胞。但 T细胞如何“看”到病变体细胞还依旧是个迷。大多数观点认为 T 细胞靠表面一种特殊的受体蛋白识别病变细胞表达的特异性抗原，就像是锁和钥匙一样。不论如何，只要你能找到它，理论上来说你就能操控它。控制 T 细胞的受体就意味着你能控制免疫系统的杀戮机器攻击哪里。这结果可能会对人类产生重大的意义，给发现它的人冠以伟大的名号——兴许能够获得诺贝尔奖。图片来源：Scott Dalton“在史密斯威尔甚至没有一家图书馆。”艾利森回忆道，不过还好他之后获得了一家优质图书馆的资源——他在MD安德森癌症中心的休斯顿主校区找到了一份兼职工作，开着一辆翻新的奔驰往返两地。“我要去那复印一大堆垃圾论文然后再读完它们。”他想把 T 细胞受体搞得更明白。但这些学术论文没办法回答他的问题。“搞不懂的原因要么是他们错了要么是你错了。”艾利森笑道。自然，他最开始会认为是自己错了。“我认为我就是个白痴。我弄不明白这些。之后，我想‘不，他们才是笨蛋，他们根本不明白自己在说些什么！’ ”之后他会开车回到图书馆，再复印一堆论文。所有阅读和思考的成果在一天晚上都涌上了艾利森的大脑，当时他正在听一名来自常青藤联盟高校的免疫学家作报告，谁知灵光乍现。“我想我知道寻找 T 细胞受体的捷径了。’”如果能整合出一套比较 B 细胞和 T 细胞的方法，设计一个实验让两种细胞膜表面重复的受体相互抵消，那剩下没有抵消的不就是 T 细胞受体了么。这就像在寻找一根草垛里的针，艾利森的想法就是烧光干草，筛去焦灰，剩下的就是他要找寻的铁针。他火速回到了史密斯威尔的实验室，开始工作。思路相当简单，但步骤却很繁琐，所有的检测都需要艾利森亲自进行。实验冗长而沉闷，而且还得重复 1000 多次。“大家都笑话我们，但我真没想到它居然真的有用。”实验成功了，艾利森找到了 T 细胞有而 B 细胞和其他细胞都没有的东西——那么它应该就是 T 细胞受体。他还证明了该受体具有双链结构——一条 α 链和一条 β链，他将成果整理成了论文，希望发表在顶级的同行评议期刊上。但《细胞》、《自然》等同级别的知名期刊都不愿意刊发这篇来自得州的一名初级研究员的发现。“最终，我决定把研究成果发表在一本名叫《免疫学杂志》（The Journal of Immunology）的新期刊上。”它不是《科学》，也不是《新英格兰医学杂志》，但它确实是个真实存在的学术期刊。艾利森的发现吸引了加州大学圣地亚哥分校（UC San Diego）的著名生物学家菲利帕·马拉克（Philippa Marrack）的注意。她的实验室还没有找到 T 细胞受体，但有技术能够验证艾利森的发现是否正确。马拉克重复了艾利森的实验，鉴定出了艾利森发现的蛋白。艾利森说，马拉克通知他自己正在筹备戈登会议（Gordon Conference）——学术圈精英们的闭门会议，就像科学界的达沃斯论坛（Davos）。她邀请他在会议上作报告；艾利森感觉自己被邀请进入了学术大联盟。戈登会议帮助这名年轻气盛的科学家在学术舞台上崭露头角，他获得了一次以访问学者身份去斯坦福大学工作的机会。他拿到了追寻下一个智慧里程碑的通行证。现在，T 细胞抗原受体已经被确证，其双链的分子结构也被表征，接下来比赛争夺的大奖将是绘制这些蛋白的蓝图——印刻在 T 细胞 DNA 中的相应基因。“那时，人们刚刚搞明白该怎么操纵 DNA，所以每个人都想方设法要克隆 T 细胞受体蛋白的基因。”艾利森说，“这就像是 20 或 25 年间免疫学领域的圣杯，但没人能得到它。每个人都意识到了，诺贝尔奖就摆在这个竞赛的终点。每个人都想争夺这一成果。”艾利森的团队克隆出了许多基因，但没一个是对的。最终是其他的团队找到了 T 细胞受体的基因。“我们输了。斯坦福大学一个名叫马克·戴维斯（Mark Davis）的家伙成功克隆了 β 链的基因。之后不久，他的实验室成员和他的妻子又成功克隆出了 α 链的基因。艾利森输掉了这场竞争，但是上天给他打开了另一扇门：一天他突然接到一个电话，邀请他去伯克利（UC Berkeley）做一次研讨会。艾利森说：“那可是伯克利啊，哇哦。”“这事儿当时还受到了一些争议，因为我从没在大牛实验室待过。”艾利森说，“我没去过哈佛，我没有伯克利那些教授们的荣誉。”因此在两周后，当伯克利决定给他提供一份附带霍华德·休斯医学研究所（Howard Hughes Medical Institute）资金资助的全职工作时，惊喜冲昏了他的头脑。艾利森能有一间自己的实验室和能够聘请博士后的经费，他能做任何他想做的研究。他不需要教学，资金能保持源源不断。他的义务就是不时做几次实验进展报告。“到了答辩的时候，感觉糟透了。”艾利森说，“一件屋子里聚集了50名字全球顶尖的科学家。你得做 25 分钟的演讲，一秒不多。一旦时间到了，马上就变成‘停，谁有问题？’这实在是太可怕了。一点都不夸张，有时候展示的前一天晚上我会紧张到在卫生间狂吐。”第二次失败人体内存在着不同种类的 T 细胞，在免疫应答过程中扮演不同角色。某些细胞通过传递化学指令帮助实现免疫应答，其他的诸如杀伤性 T 细胞，则会一对一地杀伤感染细胞。这些过程只有在T细胞被“激活”后才会开始。活化是适应性免疫应答的起始步骤，在那之前，T 细胞仅仅处在一种游荡待命的状态。那么到底是什么激活了 T 细胞、动员它们对抗疾病呢？艾利森认为 T 细胞抗原受体就是激活的开关。这是种自然而然的推论。然而在艾利森成功鉴定出 T 细胞受体后，他们才意识到自己错了。有了 T 细胞受体，意味着能够“看到”病变细胞的外来抗原，但这并不足以激活 T 细胞。这并不是激发免疫应答的“启动”信号。“当我意识到这事的时候，我说，‘哇哦，太酷了。T 细胞更复杂了’，”艾利森回忆道，“迷题增加了，这让研究变得更有趣。”如果用相应的抗原去结合 T 细胞受体不是激活 T 细胞的唯一信号，这就意味着还应该存在另外的分子，也许还有好几个，我们管这种作用叫共刺激（co-stimulation）。也许 T 细胞需要两组信号，就像保险箱需要两把钥匙，或者说，当你开动一辆汽车的时候，你不仅需要插上钥匙，还要踩一脚油门。但 T 细胞的油门在哪呢？短短三年后，他们发现了它，在 T 细胞表面的另一种分子，CD28。CD 是指抗原分化簇（cluster of differentiation），指的是细胞正常分化成为不同谱系，不同阶段以及活化过程中，出现或消失的细胞表面标记。CD28 是激活 T 细胞所必需的第二信号，他们发现在缺失该分子后，T 细胞无法被激活。这是个重大的发现，但很快艾利森和他的同事们就意识到事情远没有这么简单。暴露在抗原和 CD28 的共刺激下，T 细胞确实能被激活，但在小鼠模型上进行实验时，T细胞大多“熄火”了。这就像是找到了钥匙和油门，但还缺少第三个让它开动的信号。因此他们开始着手寻找它。艾利森的一位博士后马修·克鲁梅尔（Matthew Krummel）将 CD28 的结构和其他分子进行比对，在基因文库中寻找类似物。如果你找到了一个结构类似的分子，从进化上来说也许它们就是相似或相关的事物。克鲁梅尔很快发现了另一个和 CD28 伸出膜外的受体结合部位具有相似性的分子。皮埃尔·戈斯汀（Pierre Goldstein）在第四个被鉴别出的杀伤性 T 细胞表面发现了它，因此被命名为细胞毒性T淋巴细胞相关抗原 4（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein #4）——CTLA-4。（几年后这串字母印在了艾利森敞篷保时捷的车牌上。）图片来源：The University of Texas MD Anderson Cancer Center/Courtesy of Jim Allison与此同时，百时美-施贵宝公司（Bristol-Myers Squibb）的杰弗里·莱德贝特（Jeffrey Ledbetter）和彼得·林斯利（Peter Linsley）也在研究 CTLA-4，他们发现弄清它的作用机制更加关键。阻断信号观察结果是最为常用的方法。林斯利制做了一种阻断 CTLA-4 的抗体，他们的课题组马上发表了论文，指出 CTLA-4 是第三个启动信号，活化 T 细胞产生免疫应答的另一个油门。艾利森又被竞争对手击败了，这实在让人沮丧。特别是克鲁梅尔：他花费了三年时间来研究抗体，本想将它作为论文项目。但艾利森没有放弃，总有些东西可研究——另外艾利森不完全相信林斯利等人的研究真的解开了 T 细胞激活的秘密。艾利森说：“我知道有两种方法能让车子跑的更快：踩下油门，或者松开刹车。”艾利森指出林斯利团队的研究只设计了印证 CTLA-4 是另一个启动信号的实验，证明它本质上是第二个 CD28。“我们应该做个验证 CTLA-4 能给出停止信号的实验——这就是我们的发现，CTLA-4 是个分子刹车。”首先，T 细胞需要通过特异的蛋白指纹识别病变细胞；也就是说，抗原需要被呈递给具有相应受体的 T 细胞，与抗原的结合就像是转动汽车钥匙点火的过程。另外两个信号（CD28 和 CTLA-4）就像是油门和刹车。CTLA-4 是刹车——是作用更强的那个。你可以同时踩下两个（克鲁梅尔通过实验发现这是一种控制活化率的野蛮方式），刹车就会起到主要作用，无论如何 T 细胞都不会被启动。或者更准确地说，不管 T 细胞被抗原刺激的程度如何，只要激活足够的 CTLA-4 就能抑制免疫应答。艾利森的实验室发现了一套精密的安全机制，能防止免疫系统失控攻击自身健康的细胞。这就像是在T细胞转变为杀戮机器前反复问询它“你确定要这么做么？”适当地活化免疫系统对抗病原体正是你的身体保持健康的原因。但是，如果把免疫系统的油门踩到底，使其对抗自体正常的细胞，就会造成自身免疫病。那些T 细胞上的“免疫检查点”之前从未进入过人们的视野。但现在，艾利森的实验室和芝加哥大学（University of Chicago）的杰夫·布鲁斯通（Jeff Bluestone）实验室发现了它们。布鲁斯通关注如何将这一新发现应用于器官移植和糖尿病，抑制不想要的免疫反应。但艾利森却坚持着一个不同的想法。他的脑中酝酿着另外一个实验，他要走的这条路也正通向诺贝尔奖。诺奖之路艾利森在夏末写好了实验计划，把它托付给了新来的博士后达纳·利奇（Dana Leach），他有癌症研究经验。“我想让你制作一些小鼠肿瘤模型，然后给其中一些注射 CTLA-4 的阻断抗体，另一些不要注射，看看会发生什么。”几个月后，利奇汇报说：注射 CTLA-4 阻断抗体小鼠的肿瘤完全消失了，而没给药的小鼠肿瘤还在生长。艾利森震惊了——通常情况下的实验数据不该这么漂亮。“但是数据告诉他，这是个完美的实验，100% 的存活 VS 100% 的死亡。“天哪，我确实期待能得到些什么，但这可是 100% 啊。要么我们真的治愈了癌症，要么我们真的把实验搞砸了。”艾利森这样回忆道。艾利森决定重复一遍实验，而且他们需要立刻动手——因为实验大概会花费数月的时间，但利奇可不会为了一堆老鼠而放弃圣诞节假期的欧洲旅行。艾利森催促他赶快再开始。“马上给小鼠们注射，之后你爱干嘛干嘛。”他让利奇只给笼子编号。“我来检测这些小鼠，你啥也别告诉我。”艾利森会检测每笼老鼠肿瘤生长的情况，但在实验完成前，他也不知道哪笼小鼠是 CTL-4 阻断剂处理过的。“这个过程有点磨人。”艾利森每天都会来实验室查看肿瘤的生长情况。A 笼老鼠，肿瘤增大；B 笼老鼠，肿瘤增大；C 笼 D 笼老鼠，肿瘤增大。这么多的老鼠，这么多的数据，都向着同样的方向发展。看来这回是 100% 失败了。是他正在欢度假期的博士后也把实验搞砸了么？艾利森觉得是自己在退步。最终，在圣诞节前夜，他来到实验室，盯着四笼老鼠，它们体内的肿瘤都在持续增长。“艹，我再也不要测这些破东西了。我需要离开休息一下。”但4 天后，当艾利森回到实验室时，老鼠们的肿瘤发生了戏剧性的转变。两笼老鼠的肿瘤正在萎缩，而另外两笼老鼠的肿瘤还在持续增长。当他知道处理情况时，更加确定了。就像疫苗一样，免疫系统需要时间来做出反应。很快结果出来了——和之前的实验一样，又是 100% 死亡 VS 100% 无瘤存活，真是完美。从前，他一直不曾意识到自己做的这么多实验，究竟有什么意义。现在，突然之间他拥有了举世瞩目的实验结果，搞清了其中的生物学机制。他成功找到了癌症免疫拼图的关键一片，它让数十年间令人迷惑的数据得到了解答。CTLA-4 是体内的免疫检查点，防止免疫系统攻击自身细胞和发育中的胚胎。肿瘤正是靠着T细胞这些安全机制的庇护而存活壮大。这就是癌细胞的生存技巧（之一），至少在老鼠体内是这样的。如果艾利森能阻断老鼠体内的 CTLA-4，或许也能阻断人体内的。鼠笼中的结果并不是突破；实验数据带给我们的重新看待世界的方式才是真正的突破。“尤里卡”时刻并不会像电影中那样经常发生，人们能在瞬息间领悟事物的真谛。但艾利森这次确实做到了。所有工作并非艾利森一人完成。但毋庸置疑，这名七十岁科学家的工作打破了 100 年来科学争议的天平。他的工作敲开了癌症免疫疗法的大门，后续的突破让大门更加敞开。其结果从根本上纠正了癌症研究和治疗的方向，防止了科研人才和研究开发资金的浪费。2015 年，美国食品药品监督管理局（FDA）批准通过了 CTLA-4 抑制剂易普利姆玛（Ipilumimab），这是“免疫检查点抑制剂”的伊始，也是科学家口中全新癌症疗法风暴的开端。艾利森回到了得克萨斯的家，在 MD 安德森癌症中心继续工作。他的工作还在世界范围内传播，并且改变着世界。现在他还在演奏布鲁斯口琴，时常收到原来的癌症患者的消息，告诉艾利森他的工作是如何改变他们生活的。这些被癌症免疫疗法治愈的病人遍及各地，他在礼堂中、飞机上无数次遇到过他们。不仅因为他们的人数已成千上万，更因为他们就是我们。艾利森会为他们流泪，每次都是。

【新智元导读】日前，西湖大学周强实验室的一项关于新冠病毒的研究登上了最新一期Science封面，该研究利用冷冻电镜技术成功解析了此次新冠病毒的受体——ACE2的全长结构，属全球首次。该成果最终将对研发精准的新冠肺炎诊断、治疗手段起到关键作用。「新智元急聘主笔、高级主任编辑，添加HR微信（Dr-wly）或扫描文末二维码了解详情。」中国研究又登上了Science杂志封面!日前，西湖大学周强实验室的一项关于新冠病毒的研究登上了最新一期Science封面。这项研究题为《人类ACE2识别2019-nCoV的结构基础》“Structural basis for the recognition of SARS-CoV-2 by full-length human ACE2”，首次解析了新冠病毒细胞表面受体ACE2的全长三维结构，以及表面蛋白S受体结合结构域与细胞表面受体ACE2全长蛋白复合物的三维结构。研究简介：ACE2是严重急性呼吸系统综合症冠状病毒（SARS-CoV）和新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的细胞受体，引发了新冠（COVID-19）疫情。该研究通过冷冻电镜Cryo-EM 技术，解析出新冠病毒S蛋白三聚体3.5埃的近原子分辨率结构，并解析了新冠病毒细胞表面受体ACE2的全长三维结构，以及表面蛋白S受体结合结构域与细胞表面受体ACE2全长蛋白复合物的三维结构。从生物物理及结构生物学的角度为冠状病毒的识别和感染的分子基础提供了重要的见识。美国得克萨斯大学西南医学中心生物物理系主任、霍华德休斯医学研究所研究员Michael K. Rosen称该研究在理解新冠病毒如何侵染人体细胞方面取得了重要进展，相关研究成果最终将对研发精准的新冠肺炎诊断、治疗手段起到关键作用。全球首次解析出新冠病毒细胞表面受体ACE2的全长三维结构ACE2与S蛋白的前世今生新型冠状病毒引发的肺炎疫情，让冠状病毒、S蛋白、ACE2这些冷僻的生物学名词再次进入公众视野。解读这项研究前，我们先来补充一些基础知识。研究发现，新型冠状病毒感染人体细胞的关键在于冠状病毒的S蛋白与人体ACE2 蛋白的结合。准确地说，是S蛋白“劫持”了原本是控制血压的ACE2，通过与它的结合入侵人体。S 蛋白全称为spike glycoprotein （刺突糖蛋白），位于新冠病毒最外层，像一个个突起的“皇冠”。冠状病毒正因此得名。ACE2全称为血管紧张素转化酶2，是人体内一种参与血压调节的蛋白，在肺、心脏、肾脏和肠道广泛存在。一个人体细胞的蛋白，怎么会与病毒发生联系？西湖大学特聘研究员陶亮用了一个形象的比喻：“如果把人体想象成一间房屋，把新冠病毒想象成强盗，那么，ACE2就是这间房屋的‘门把手’；S蛋白抓住了它，病毒从而长驱直入闯进人体细胞。”SARS-CoV-2如何与人体细胞结合科学家们正在正在争先恐后地研究严重急性呼吸系统综合症“新冠病毒2（SARS-CoV-2）”的秘密，这是大流行性疾病COVID-19的起因。病毒进入的第一步是病毒的三聚体棘突蛋白与人类受体血管紧张素转化酶2（ACE2）的结合。Yan等人提出了人类ACE2的结构及氨基酸转运蛋白B0AT1的复合物。在这种情况下，ACE2是二聚体。进一步的结构显示了SARS-CoV-2的受体结合区如何与ACE2相互作用，表明两个三聚体棘突蛋白可能与ACE2二聚体结合。这些结构为开发针对这种关键相互作用的疗法提供了基础。获得ACE2结构ACE2长什么样？病毒的S蛋白是如何和ACE2结合的？周强实验室的这次研究就是为了搞明白这个问题。搞清ACE2的结构，才好对症下药。 第一步，他们要获取ACE2蛋白全长蛋白，但作为膜蛋白的ACE2本身很难在体外稳定获得。研究人员在文献中发现ACE2与肠道内的一个氨基酸转运蛋白B0AT1能够形成复合物，根据过去研究氨基酸转运蛋白复合物的研究经验，他们判断，这个复合物极有可能稳定住ACE2。果然，他们通过共表达的方法获得了ACE2与B0AT1优质稳定的复合物，并利用西湖大学的冷冻电镜平台成功解析了其三维结构，如下图：上面的蓝色和灰白色部分，是ACE2的两个结构PD（肽酶结构域，peptidasedomains）和CLD（Collectrin样域，Collectrin-like domain）。在通过与B0AT1结合的状态获得ACE2的存在状态后，就在冷冻电镜下解析了它的三维结构：ACE2-B0AT1 复合物的冷冻电镜密度图， 与上图对应他们获得的分辨率达到2.9埃，对于病毒识别至关重要的胞外结构域分辨率为2.7埃。3埃是评价蛋白质结构分辨率的分界点。3埃以内的可以认为是高分辨率结构，在电子密度图上可以很清楚的确定侧链构象，侧链之间的盐键，氢键等相互作用。ACE2-B0AT1 复合物结构图由图可见，ACE2以二聚体（即两个相同或相似的简单结构成对出现，三聚体…X聚体以此类推，用于化学和分子生物学领域）形式存在，同时具有开放和关闭两种构象变化，但两种构象均含有与冠状病毒的相互识别界面。S蛋白如何抓住“门把手”ACE2？RBD-ACE2-B0AT1 复合物结构图他们发现，在形态上，新冠病毒的S蛋白像一座桥横跨在ACE2表面，又像病毒的一只手，紧紧抓住ACE2，这一点与SARS病毒很相似。新冠病毒S蛋白的受体结合结构域与SARS病毒的序列也非常像，相似性达到82%。RBD和ACE2的相互作用示意图。RBD是新冠病毒S蛋白受体结合结构域，相当于病毒的S蛋白伸出来抓ACE2的那根小手进一步分析，研究人员可以看到新冠病毒表面的S蛋白到底是由哪些氨基酸与ACE2相互作用。对比此前已经解析出来的SARS病毒与ACE2的相互作用，新冠病毒S蛋白有一部分氨基酸残基发生了较大改变。这也许可以解释为什么新冠病毒和SARS与ACE2的结合能力不一样，这种结合能力可能影响了病毒的传染力。但究竟是增强还是减弱，还需要通过其他实验手段验证。3月初美国华盛顿大学团队发现新冠病毒与人体ACE2蛋白的结合能力明显高于SARS与人ACE2的亲和力。这项研究与美国得克萨斯大学奥斯汀分校科研团队的结论相同，后者发现新冠病毒与ACE2亲和力比SARS要高10到20倍。RBD-ACE2-B0AT1 复合物与冠状病毒S蛋白的结构比较，二者通过RBD结构域锚定在一起（左，新型冠状病毒2019-nCoV；右，SARS-CoV）研究意义：看清结构有力支持了药物研发西湖大学周强团队在接受新京报专访时表示，此次对复合物结构的解析属于基础研究领域的突破。看清ACE2及其与新冠病毒S蛋白相互作用的结构，相当于看清了“敌人的样子”，为后续科学家的靶向药物研究提供了更多信息。本研究也为理解新冠病毒侵染细胞提供了很多有趣的线索：比如，ACE2的二聚体与新冠病毒S蛋白的三聚体是否可以发生更高层级的交联，从而促进病毒与宿主细胞膜的融合或者内吞？之前有研究表明ACE2的胞外区如果被切割，将会更有效地促进冠状病毒的侵染，但是ACE2与B0AT1的复合物结构显示B0AT1的存在有可能阻碍蛋白酶靠近这个切割位点，这是否解释了病毒侵染症状主要发生在没有B0AT1的肺部？该项研究成果的另一个意义在于，计算生物学的研究人员可以在此基础上去构建不同的模型，进而展开具有针对性的研究，判断什么样的突变可能会进一步提高S蛋白与ACE2的相互作用，从而设计针对S蛋白或者ACE2蛋白的药物和抗体；又或者设计小分子破坏它们之间的相互作用。这些都为药物设计和检测手段开发提供了坚实的基础。清华大学全球健康与传染病研究中心主任张林琦教授解释道，研究“将有助于理解冠状病毒进入靶细胞的结构基础和功能特征，对发现和优化阻断进入细胞的抑制剂有重要作用”。颜宁教授弟子，研究作者简介这项研究共有6位参与，其中5位来自西湖大学生命科学学院，还有一位来自清华大学生命科学学院。第一作者：鄢仁鸿（左），通讯作者：周强（右）鄢仁鸿，西湖大学生命科学学院博士后。本科就读于山东大学，博士师从颜宁教授，毕业之后前往西湖大学从事博士后研究工作。周强，西湖大学生命科学学院研究员。2000年考入清华大学，攻读学士学位之后，又师从隋森芳院士攻读博士学位。博士毕业后继续留实验室从事博士后研究工作，2015年博士后出站后在清华大学医学院颜宁教授课题组任副研究员。2019年初加盟西湖大学担任西湖学者、特聘研究员，开展独立研究工作。此前，周强团队的两项类似成果已分别于北京时间2月19日、2月21日在预印版平台bioRxiv发布，详见《西湖大学重磅新研究！深入破解新冠病毒如何侵入人体》。周强周强团队之所以能在这么短的时间里接连取得成果得益于常年的积累。过去两年，周强团队一直在西湖大学从事人源氨基酸转运蛋白的研究。这一过程中，他们圈定了一批重要的蛋白质为研究对象，其中就有ACE2。曾在北京亲历过SARS的周强，对那场疫情记忆深刻，SARS就是通过ACE2入侵人体的，他觉得这是非常重要的一个研究对象，尽管那时对ACE2的研究并非热门。2019年底，新型冠状病毒感染肺炎疫情在武汉爆发，这一次，病毒又是以ACE2为突破口进入人体。周强很快意识到疫情的严重性，立即将对新型冠状病毒与全长ACE2的结构解析提到最高优先级。与此同时，学校与科研相关的冷冻电镜中心、超算中心也行动起来，无论是在校留守的还是远程介入的，所有人都全力以赴，支持研究快速推进。分析ACE2全长结构、获取新型冠状病毒S蛋白、获取S蛋白与ACE2复合物、解析复合物结构……这个小而精的团队昼夜不停地运转，最终以超乎寻常的速度，成功“复现”新型冠状病毒侵染人体那一刻。参考链接：1.西湖大学周强团队，Structural basis for the recognition of the 2019-nCoV by human ACE2, Science, 27 Mar 2020，揭示新冠病毒和ACE2蛋白结合的结构:https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.19.956946v12.美国华盛顿大学团队，Structure, function and antigenicity of theSARS-CoV-2 spike glycoprotein, Cell, available online 9 March 2020，揭示新冠病毒具备传染性的原因：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S00928674203026223.美国得克萨斯大学奥斯汀分校团队，Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation，Science, 13 Mar 2020，揭示了新冠病毒S蛋白结构：https://science.sciencemag.org/content/367/6483/1260https://view.inews.qq.com/a/20200305A04C2V00https://en.westlake.e.cn/academics/School_of_Life_Science/About/Faculty/201912/t20191202_2395.shtml

作者：沈奚编辑：石亚琼 （syq@36kr.com）**一、行业概况19世纪末，人们开始认识细胞，对遗传、生命进化有了初步的了解。在短短一百多年时光中，生物化学、细胞生物学、发育生物学等学科的成熟推动着生物学向现代科学转变，DNA双螺旋结构的发现开启了第一次生物技术革命，人类基因组图谱的完成则标志着第二次生物科技革命的到来，生命科学研究自此进入了组学和系统生物学时代。21世纪初，在系统生物学基础上，结合了工程学思想与基因组测序、计算机模拟、化学合成技术等新技术，最终形成以重组或从重新合成新的、具有特定功能的人造生命为目标的“合成生物学”。合成生物学唤醒了生物学等传统学科从“认识”走向“创造”的强大生命力，推动了生命科学由解读生命到编写生命的跨越。合成生物技术是“第三次生物科技革命”的重要载体，它能够减小工业生产对自然资源、环境条件的依赖，提高经济产出，发展迄今已在农业、医药、能源、材料等诸多领域发挥了巨大的作用。在过去的十年间，新的使能技术和工作方式加快了合成生物学的设计-构建-测试-学习过程，图源[1]随着DNA编辑、测序等技术的不断进步以及原材料（寡核苷酸）等成本的降低，市场对合成生物产品的需求大大上升，市场规模也在不断扩大。根据山西证券研究所统计，截至2016年2月，全球合成生物学实体机构约565个，主要集中在美国(388个)、英国(69个)、德国(41个)、中国(27个)和日本(21个)。据 CB Insights分析数据显示，全球合成生物学市场规模从2017年的39亿美元增长到了2019年的53亿美元，年复合增长率（CAGR）增长 28.8%。据估计，到2024年，合成生物学市场规模将达到189 亿美元。二、行业投融资情况近年来，欧美等发达国家政府陆续出台政策指引扶持生物制造产业发展，全球资本市场也逐渐表现出对生物制造产业的青睐。据Synbiobeta统计，2019年上半年全球65家合成生物学相关公司筹集资金达19亿美元的资金，行业发展十分迅猛。2016年-2019年全球合成生物学领域投资情况，图源：Synbiobeta2020年以来国内部分合成生物行业相关公司投融资情况三、行业动态（1）科研院所：1. Broad研究所开发新工具DdCBEs实现线粒体内的高效单碱基编辑真核生物线粒体拥有独立的基因组mtDNA，并可编码多种功能性蛋白。线粒体靶向的高效基因编辑工具对于研究线粒体基因的功能及线粒体遗传病的致病机制极为重要。传统策略只能诱导mtDNA双链断裂和降解，无法实现单碱基突变，难以用于致病点突变的功能研究。2020年7月8日，来自美国哈佛大学与麻省理工学院Broad研究所的David R. Liu实验室与华盛顿大学医学院的Joseph D. Mougous实验室合作，开发了一种可在线粒体中进行精准单碱基编辑的新工具DdCBEs，相关研究结果发表在Nature上。DdCBEs由可介导双链DNA胞苷脱氨基化的菌间毒素DddA改造而来，研究者利用该工具成功构建出携mtDNA致病点突变的人源细胞模型。2. 中科院、北大、蓝晶微生物联合团队开发高性能细胞通讯系统细胞间通讯可以通过化学信息的放大传递指导不同细胞间的协作，对于多细胞生物而言，是控制其系统功能分工、维持生理稳定的关键步骤。传统的合成人工通讯系统由于兼容性差、信号通路间存在干扰，应用受到限制。中国科学院、北京大学以及蓝晶微生物的联合研究团队开发出一套具有通用性高、正交性强、可以跨生物界通讯的合成生物学工具箱。研究团队选择了不同生物、细胞间通用的细胞代谢物作为信号分子的前体分子，扩展了系统的通用性；此外还开发了10个通讯工具，来避免信号感应、启动子响应层面产生的干扰。3. 麻省理工学院使用机器学习筛选新型抗生素在2月20日，麻省理工学院合成生物专家吉姆·柯林斯领导的研究团队研发出一种开创性的机器学习方法，在没有使用人类任何先前假设的情况下，短短几天内从超过1亿个分子的库中筛选出强大的新型抗生素。其中一种抗生素可杀死多种世界上最麻烦的致病细菌，包括结核病和被认为无法治愈的菌株。该方法还可以应用于治疗癌症、神经衰退性疾病等其他类型的药物。（2）国内动态：1. 一兮生物一兮生物在肠道微生物与合成生物领域取得了关键性技术突破——合成母乳低聚糖(HMO)。据悉，一兮生物团队在肿瘤化疗后菌群重建项目中发现了能在菌群重建起关键作用的物质HMO，并于2020年5月利用基因修饰菌株平台（GMM平台）成功合成了HMO中的2'-岩藻糖基乳糖（2’-FL），已进入产业化落地阶段。相比于合成HMO的传统方法，一兮生物的GMM平台使用人工智能算法对基因代谢通路进行模块化整合，大幅度提升HMO中2’-FL的产率，降低工业化生产成本。2. 凯赛生物2020年8月12日，凯赛生物在科创板上市，成为国内合成生物第一股。凯赛生物着重于新型生物基材料的研发、生产与销售，主要产品为生物法长链二元酸系列。凯赛生物在此次公开发行中合计募资55.6亿元，所募资金将用于提升公司生物法长链二元酸、生物基聚酰胺产品的品类和产能，完善公司在聚酰胺产业链的布局。3. 擎科生物擎科生物自主研发的可控微孔玻璃珠（CPG），为广大合成生物学科研机构及厂商提供质量过硬的高性价比的引物合成载体，打破了海外公司对CPG的垄断。据悉，CPG是基因合成仪中的关键反应装置，擎科生物的“高通量基因合成仪中关键反应装置的研究及产业化”项目是为了突破DNA合成产业中的技术壁垒、打破国外技术垄断而进行的自主研发生产，为国内基因合成行业、寡核苷酸药物研究等领域的发展注入强大的推动力。4. 博雅辑因博雅辑因于10月27日宣布国家药品监督管理局药品审评中心已受理其针对输血依赖型β地中海贫血的基因编辑疗法产品ET-01，即CRISPR/Cas9基因修饰BCL11A红系增强子的自体CD34+造血干祖细胞注射液的临床试验申请。地中海贫血是由珠蛋白基因缺失或点突变造成的，ET-01是用于治疗输血依赖型β地中海贫血的产品，目前仍处于研究阶段的。ET-01原液通过采集患者自体动员外周血单个核细胞，富集CD34+细胞群后用CRISPR/Cas9系统编辑BCL11A基因的红系增强子制成。此项临床试验计划在输血依赖型β地中海贫血患者中评价ET-01单次移植的安全性和有效性。5. 传奇生物传奇生物于2020年6月5日正式在美国纳斯达克上市，本次上市发行定价为23美元/ADS（美国存托股份，每份ADS代表8股A类普通股），总计发行1842.5万ADS，总募资金额超4亿美元。传奇生物是一家肿瘤细胞免疫疗法研发商，研发了CD38和BCMA靶点治疗多发性骨髓瘤的CAR-T疗法，利用自身免疫细胞，经体外基因改造后重新注射回病人体内，并利用这种强化过的免疫细胞精准靶向，杀死肿瘤细胞，主要用于治疗血癌和淋巴癌。目前，传奇生物在美国、中国和欧洲拥有超过650名员工的团队。（3）国外动态：1. ZymergenZymergen于2020年9月宣布，公司已完成3亿美元D轮融资，由 Baillie Gifford 领投、Baron Capital Group 和全球最大主权财富基金之一跟投。此次资金将用于推动进军价值化学和材料行业，并加快其开创性产品“Hyaline 薄膜”的生产。Zymergen 未来将在电子、农业、消费者护理和医疗保健领域用生物制造的方式生产更多突破性产品。2. Ginkgo Bioworks生物技术公司Ginkgo Bioworks于2020年5月完成了7000万美元F轮融资，主要投资者包括Viking Global Investors、Illumina、General Atlantic。融资资金将用于在其海港实验室建立一个大规模的COVID-19测试设施，将有助于满足企业和学校重新开放时日益增长的测试需求。3. Beam Therapeutics基因编辑技术公司Beam Therapeutics于2020年2月6日登陆纳斯达克。此次共发行10637500股，发行价为17美元，共计募得资金超过1.8亿元。哈佛大学布罗德研究所、麻省理工学院、哈佛大学和霍华德休斯医学研究所的刘如谦、张锋、Keith Joung 等人于2017年共同创立了Beam公司。Beam公司的碱基编辑技术可以在不切割 DNA 或 RNA 链的情况下以单个碱基的水平编辑基因组，应用 CRISPR 碱基编辑技术对 DNA 和 RNA 中的单个碱基进行永久的特定编辑，为多种疾病的新疗法奠定基础。4. Precision BioSciences专注于临床阶段生物技术的Precision BioSciences公司于2020年9月21日宣布与SpringWorks Therapeutics达成临床试验合作协议。Precision BioSciences公司的针对B细胞成熟抗原的研究性异体嵌合抗原受体T细胞治疗候选药物PBCAR269A，将与SpringWorks公司的研究性γ分泌酶抑制剂（GSI）nirogacestat联合评估复发或难治性多发性骨髓瘤患者。5. Amyris专注于清洁健康和美容市场的合成生物技术公司Amyris与传染病研究所（IDRI）于7月27日宣布开展合作，开发新型COVID-19 RNA疫苗平台。该计划将IDRI在防治传染病方面的专业知识与Amyris的发酵平台技术相结合，目标是大规模地制造半合成角鲨烯佐剂。IDRI的RNA疫苗平台与目前正在开发的其他RNA疫苗相比具有显著的差异化优势，并将通过可扩展的Amyris佐剂进一步增强。Amyris还于2020年年底完成与DSM Nutritional Procts Ltd的5000万美元战略交易。DSM Nutritional Procts Ltd是全球领先的维生素，类胡萝卜素和其他精细化学品供应商，为饲料，食品，制药和个人护理行业。6. Intellia TherapeuticsIntellia Therapeutics于2020年12月4日宣布其普通股的承销公开发行结束，募集的总资金约为2.01亿美元。Intellia Therapeutics是一家专注于利用CRISPR/Cas9进行基因编辑公司，开发了针对肝脏疾病的体内计划（包括转甲状腺素的蛋白淀粉样变性、乙型肝炎病毒和先天性代谢异常等），离体管道包括开发工程细胞疗法以治疗肿瘤、自身免疫病等。[1]合成生物学第二个十年：2010–2020

关于背井离乡现在的青年人具有绝对的话语权，春节将至即将迎来返乡热潮的高峰期。春节对于这些背井离乡的年轻人来说是一次团聚的机会。有人为了梦想奔赴北上广，有人为学习到异国他乡，离开家园和奔赴梦想一直都是人生的一道选择题。以前的人离开家乡是为了更好的生活和接触更多外来事物提升自己的能力，现在的人为了学习多元化的知识在经济条件允许的情况下会选择到外留学。留学被人戏称为镀金，有人是为了学习而有些人是为了获取一个体面的称号。现在的留学基本上都是由父母出资到国外去镀金，但你听说过公派留学吗？简单的说公派留学就是由国家出资到国外去深造，但公派留学的条件非常苛刻，只有非常优秀的学生能获得这样的机会。北大毕业的留学生陈雪梅因成绩优异学习刻苦，受到院校和国家的赏识获取到这样一个公派留学的机会，而她也不负众望47岁成功当选美国的院士。背井离乡的她，为了提升自己吃过的苦只有自己能体会。书中自由黄金屋上学时常听老师说“书中自由黄金屋，书中自有颜如玉”，那时的我们只是把读书当做一种任务，不明白读书对于我们的意义，更不懂知识改变命运这句真理的含义。陈雪梅出生于普通家庭，说不上富裕但能温饱，可若要供一个小孩外出留学那对于这个家庭来说是非常重的负担。好在张雪梅从小学习优越，她从未将学习当做任务来看待，特别是生物。她对生物的迷恋可以说是如痴如醉。她非常喜欢观察身边的小动物，甚至有一次为了看蚂蚁搬家一动不动的在路边蹲了几个钟头，直到家人寻找她才不甘心的回家。在她以优越的成绩成功进入到北大，她第一个报选的专业就是生物学。我们认为将兴趣变成自己的工作和学习，最终会失去兴趣。但张雪梅恰恰相反，她似乎并未因生物学的艰涩难懂而失去对生物的兴趣，反而是对生物学习就越感兴趣。北大是我国的最高学府之一，能进入到北大学习的学子都是个顶个的拔尖。但那时的师资不像现在那么丰富，加上科技等方面还处于复兴阶段，想要进行更深入的学习留学成了张雪梅的唯一出路。张雪梅在北大学习的四年中几乎都是在书海中度过，早上复习理论知识，下午进行实验研究，宿舍教室成为她每日生活的重心，后来毕业的她仍想在生物学方面继续进行研究。可她深知高额的留学费用是父母无法承担的重担。幸运的是有一个机会就摆在张雪梅的面前，张雪梅所就读的生物学专业，有一个项目—中美生物化学联合招生项目（简称：CUSBEA）。这个项目主要的目的就是将拔尖人才公费送往国外学习技术，这个项目具启动至今有8年有余，却只招揽400名中国拔尖学习，张雪梅正好就是其中的一员。不知此时屏幕前的各位，是否明白书中自有黄金屋这句话的真正含义。书中的知识不过是理论，要想将这些知识运用还需要将其琢磨透才可运用自如。知识是改变命运的渠道，书中的知识将会转换成我们手中的武器，为我们的未来开道护航。书本的知识不仅能转换为金钱，更多的会转换成自身的一种能量，这样的能量经过日积月累会越来越强大，最终改变人生的道理。年轻的美国院士中国人的骨子里对这片生长的土地有着浓烈的归属感，张雪梅也不例外。对于一个女孩子来说，背井离乡非常残酷。但为了她热爱的生物学和为了能更深入学习她毅然决然的前往海外。她不同于那些追求“海归”身份的学子，她对于生物学的热爱远远高于身份的向往。她在陌生的环境中一边熟悉与之前完全不同的生活一边学习生物，最终获得博士的称号，此时的她仍不知足还继续深造。在1996年至2005年年间，她从博士后一路攀登高峰成功挤进加州大学河滨分校终身教授席位。从博士到教授说起来容易，但实际上付出的汗水远比我们想象的要多。支撑她的不仅仅是对生物的热爱和梦想，更多的是她对生物学的兴趣，兴趣是人类最好的老师，你只有对一件事物感兴趣你才会去进行研究和了解。她凭着专业知识的牢固和对生物学的独特见解，是她在生物学方面颇有造诣，几次科研结果均被提名。这些优秀的经历被人们所看见，让她成为了美国霍华德·休斯医学研究所研究员，并在2013年当选为美国国家科学院院士，而那时的她年仅47岁。我们见过无论是院士还是教授，大多都是头发花白年过半百，像张雪梅这样年轻的教授兼院士还是闻所未闻见所未见。而这更能体现张雪梅在生物学上惊人天赋，以及对生物学研究的坚持与努力。张雪梅之所以能如此年轻就获得如此高的身份和荣誉，其主要原因是她在生物科学研究中所发现的东西对整个生物界有着巨大的影响。2005年第一次发现植物microRNAs在3′末端核糖基上带有2′-O-甲基化修饰，成为植物发育生物学领域的重要发现之一。这一重要发现推动当时生物学的研究，同时张雪梅在生物界声名大噪。她靠着对生物的兴趣和对生物学的理解，一步步爬到今天的位置，实属难得。背后的艰辛我们都无法体会，而她也成功用行动告诉我们学习的重要性，学习改变命运这样的真理。饱受争议的双聘院士如今的陈雪梅，放弃国外吃香的工作受聘回到中国成为湖南农业大学的双聘教授。双聘院士简单来说，就是受聘于在两所不同的高校。虽然陈雪梅放弃国外的工作，但是在名义上张雪梅还是美国国家科学院院士，但实际上我国并不承认双聘院士这样的说法，大家对双聘院士是存在一些误会，加上当时张雪梅已将国籍更改为美国，所以张雪梅在民众眼中的看法褒贬不一。国籍对于中国人来说是极为重要，对于随意更改中国国籍的华侨多数人都抱着一种批判的心理去看待，但实际张雪梅更改国籍只不过是为了在国外更好的生活，能更好的在国外进行学术研究。她学有所成回归故里，依然是在为中国的生物业服务。其实心中有国，那些表面上的称谓都可以忽略不计。有些人顶着中国国籍却从未对国籍做过贡献，还整日埋怨国家。而张雪梅虽是美国国籍，在她最风光的时候没有被利益所迷惑，而是回国将所学到的知识继续投身在中国生物学上，有所可见，一个人的爱国并不局限于国籍，而是在她为国家所做的行为。小结：爱国的意义其实不局限于国籍，而是为国家作出何等贡献。张雪梅变更为美国国籍不代表她不爱国，她所做的一切都是在为国家的发展进行铺垫，只为能在国家最需要自己的时刻能站出来给予国家帮助。她没有被国外的高额薪酬所迷惑，她明白吃井不忘挖井人的道理，学成后她立马回国，带领团队继续进行生物研究，继续科研生物项目。在当时的科技落后的时代，张雪梅无疑是中国生物学中一只无形的推手，她从未忘却过能有今日的成就全靠国家给予她支持，如此一个聪明而又懂得感恩的美丽女人我们又怎么会不喜欢呢。我们在学习张雪梅刻苦学习的精神之外更要学习她感恩的心，先学做人才是学习，只有懂得感恩我们人生的路才会走得更远。

胆固醇成新冠病毒侵入细胞“帮凶”科技日报北京1月26日电 （实习记者张佳欣）服用降胆固醇药物的人如果感染了新冠病毒，情况可能会比其他人更好些。日前一项新研究解释了原因：新冠病毒依靠脂肪分子穿过细胞的保护膜。要引起新冠肺炎，新冠病毒必须强行进入人体细胞，而它需要一个“帮凶”。美国霍华德·休斯医学研究所的研究员克利福德·布兰温的实验室报道称，胆固醇是一种蜡质化合物，以堵塞动脉血管而闻名，它能帮助病毒打开细胞并滑入细胞内。相关论文发表在最近的生命科学预印本网站BioRxiv.org上。文中指出，如果没有胆固醇，病毒就不能越过细胞的保护屏障而引起感染。“胆固醇是包围细胞和一些病毒（包括新冠病毒）的细胞膜的组成部分，因此它对感染至关重要。”布兰温说，这可能是服用他汀类降胆固醇药物的新冠肺炎患者的健康情况更好的基础。现有研究表明，这些药物通过抑制胆固醇来阻止新冠病毒进入细胞。布兰温说，在大多数人接种疫苗之前，这一发现可以帮助研究人员开发治疗新冠肺炎的新方法。为了模拟新冠病毒感染，研究团队设计了携带病毒“刺突蛋白”或携带人类ACE2蛋白的细胞。如果要引起感染，病毒必须将自身的膜融合到细胞膜上。当刺突蛋白抵达细胞靶标ACE2时，这个过程就开始了：带有ACE2的细胞长出微小的触须，附着在附近细胞的刺突蛋白上；在这一点上，两层细胞膜融合在一起并形成开口，使细胞内含物混合在一起；最终，这两个细胞融合在一起。在实验中，研究人员试图破坏细胞融合。结果表明，如果新冠病毒的细胞膜缺乏胆固醇，病毒就不能进入目标细胞。报道还指出，在不同的病毒中，胆固醇在病毒侵入过程中的作用有很大的不同。目前尚不清楚胆固醇是如何帮助新冠病毒进入细胞的。此外，这项研究还可能揭示新冠肺炎的一个奇怪特征：在新冠肺炎患者的肺部形成了巨大的复合细胞——研究人员在实验中看到了类似的巨细胞出现。研究人员注意到，这些细胞继续相互吞噬，它们的内含物就像打碎在碗里的鸡蛋一样散落在一起。显微镜下出现的被称为合胞体的复合细胞，类似于在肌肉和胎盘等健康组织中发现的细胞，也与一些病毒性疾病中的细胞相似。研究人员称：“这些实验很可能说明了在患者肺部发现的巨细胞是如何形成的。在新冠肺炎中，合胞体的形成可能非常有害，它会破坏肺组织并导致死亡。”# 小贴士：返乡过年要测核酸吗？会被隔离吗？关注潇湘晨报微信公众号，进菜单栏点“防疫服务”，查看最全防疫出行政策#【来源：科技日报】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

众望所归！北京时间 10 月 9 日下午 5 点 50 分左右，2019 诺贝尔化学学奖评选结果揭晓——诺贝尔委员会宣布，将此奖项颁发给约翰·B·古迪纳夫、M·斯坦利·威廷汉和吉野彰，以表彰他们在电池领域的重要创新。特别值得一提的是，近几年的化学奖颁布期间，有一位科学家受到了广泛的关注，他就是现已97岁的“锂电池之父”——John B. Goodenough。许多人都期待这位在推动电池发展上有着重要贡献且年事已高的科学家能够得到诺奖的青睐，如若Goodenough成为获奖者，他也将打破现有的历史记录，成为最高龄的一届得主。该记录由去年的诺贝尔物理学奖得主阿瑟·阿什金保持，约翰·B·古迪纳夫在去年获奖时已经96岁。现在，他终于得到了诺奖的认可！John B. Goodenough德克萨斯大学奥斯汀分校主要贡献：因其开发的锂离子可充电电池以及发现古迪纳夫-金森法则用于确定超交换（superexchange）材料磁性符号而受到广泛关注。主要生平：著名固体物理学家，钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的发明人，锂离子电池的奠基人之一，通过研究化学、结构以及固体电子/离子性质之间的关系来设计新材料解决材料科学问题。他在 1922 年 7 月 25 日出生于德国，1944 年在耶鲁大学获得数学学士学位，在二战后完成博士学位，1952 年毕业于芝加哥大学。他早期在曾麻省理工学院林肯实验室进行随机存取存储器（RAM）开发研究。20 世纪 70 年代末到 80 年代初担任牛津大学无机化学实验室主任，并开发出锂离子可充电电池的首选阴极材料钴酸锂。自 1986 年以来，Goodenough 一直担任美国德克萨斯大学奥斯汀分校机械工程和机电工程教授，并继续研究离子导电固体和电化学装置。重大荣誉：Goodenough 教授是美国国家工程院、美国国家科学院、法国科学院和西班牙皇家学会的院士成员。Goodenough 还是 2009 年恩里科·费米奖（Enrico Fermi Award）的共同获得者。在 2010 年当选为英国皇家学会外籍院士。在 2013 年，Goodenough 获得美国国家科学奖章。97岁“锂电池之父”的传奇人生，一手缔造便携能源帝国如果不是相关领域的人，科学家的名字往往没那么好记住，但是 John B. Goodenough 是个例外：他的姓氏 Goodenough 好见但直白，这就是一个把自己的人生和人类的命运都弄得足够好的人。Goodenough 是公认的“锂电池之父”，正是他所领导的创新使锂电池迈向体积更小、容积更大、使用方式更稳定的商业化过程，同时开启了电子设备便携化的革命。锂电池作为最主要的便携式能量源，影响着我们生活的方方面面。如果没有锂电池，就不会有如今的便携式穿戴设备。锂电池产业已经接近年产几十亿美元，为人类的日常活动提供动力。锂电池还曾和晶体管一起被视作电子工业中最伟大的发明，而晶体管的发明人巴丁已经荣获诺贝尔奖。索尼在 1991 年采用 Goodenough 理论后，制作出了世界上第一款商用锂电池，从此手机、照相机、手持摄像机乃至电动汽车等领域各自步入了便携式新能源时代。早期的锂电池用金属锂作为电极材料，在电池使用过程中极易发生燃烧和爆炸，因此无法被广泛使用。为解决这一问题，Goodenough 提出锂离子嵌入、脱出的工作机制，以钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂替代金属锂作为稳定的电极材料，既解决了电池的安全性问题，又降低了电池的制造成本，实现了锂离子电池技术的革命性突破，极大地推动了这一技术其他领域的广泛应用。作出这样的贡献，他的一生也是一部传奇。他毕生都在为让人类摆脱化石燃料而奋斗，但在取得了这些改变了人类进程的“足够好”的研究成果之前，他自己的人生并不够好。1946 年，23 岁的退伍士兵 Goodenough 带着科研梦想进入了芝加哥大学，但是在那里一位教授告诉他，他的年龄太大了，很难在这一行取得成功。这位教授说的其实没错，因为 7 年后 Goodenough 博士毕业，初入科研时已经 30 岁了，而 30-40 岁应当是一个正常学者的科研巅峰时期，他至少落后了 3 年。但是年轻气盛的 Goodenough 并没有听从这位教授的建议。制作电池需要选择合适的电极材料和电解质材料，以提高电池容量和充放电速度，60 年来不可充电的锌碳电池一直占据着消费电池的主要市场。1976 年，53 岁的Goodenough 进入牛津大学教授化学，同年英国化学家 Stan Whittingham 宣布了他在锂电池方面取得的重大突破。Whittingham 的发现虽然是电池产业的一次飞跃，但是他的锂电池却在过充的时候极易发生爆炸，依然不可商用。Goodenough 认为自己可以改善这个缺点。1980 年，Goodenough 抵达牛津四年后，他终于采用钴酸锂获得突破。新电池拥有更小的体积，更大的容量和更加稳定的使用方式。如今，Goodenough 已经 97 岁高龄，还依然每天往返于实验室，奋斗在科研第一线。90 多岁的高龄时，他周一到周五每天早上七点都会在办公室开始工作，周六周日再在家工作一天半。去年他和他的团队还在固态电池上取得了新的重要进展。他认为，他还需要最后一个重大发明才能无愧于自己——制造出可以使电动汽车代替汽油车的高容量电池。这些年来，让人多少有些惋惜的是，他年年都是诺贝尔化学奖的“陪跑者”。Goodenough 的传奇人生似乎并没有影响到诺贝尔委员会的评价。每年Goodenough 都是诺贝尔化学奖的热门候选人，但是他依旧年年陪跑，堪称化学界的“村上春树”。甚至在 2017 年，一封名为“Open Letter：John Goodenough Deserves A Nobel Prize”公开在 CleanTechnica 网站上，希望诺贝尔委员会能够授予 Goodenough 诺贝尔化学奖。这项很多人参与的请愿运动不出意外地没有回音。而锂电池领域距离上一次突破，已经 20 多年了。这期间无数研究人员奋力研发着新电池，他认为自己只是这个队伍中的普通一员。正如 Goodenough 在其 92 岁的时候曾说，我才 92 岁，我的人生长着呢！图丨2013年，古迪纳夫获得美国国家科学奖章（图片来源：Alcalde）M. Stanley Whittingham宾汉顿大学（Binghamton University, State University of New York）主要贡献：被称为可充电锂离子电池的创始之父，是锂离子电池发展史上关键人物。主要生平：Whittingham出生于英国，在牛津大学获得学士，硕士和化学博士学位。完成学业后至1972年，Whittingham担任斯坦福大学博士后职位。1972至1984年在克森研究与工程公司工作，之后在斯伦贝谢工作了4年，之后成为了宾汉顿大学的教授。目前是宾汉顿大学化学与材料科学与工程专业的杰出教授，担任材料研究所和材料科学与工程专业的主任。重大荣誉：1971 年获美国电化学学会的青年作者奖（ Young Author Award ），2004年获美国电化学学会的电池研究奖，并在2006年成为美国电化学学会。2010年，他被 GreentechMedia 列为推动绿色技术发展的前40名创新者。2013年当选为材料研究学会会员。2015 年获汤森路透化学引文桂冠奖。2018 年当选美国国家工程院院士。Akira Yoshino旭化成集团研究员、名城大学教授主要贡献：1983年，吉野运用钴酸锂阴极和聚乙炔阳极制出世界第一个可充电锂离子电池的原型。1985年克服诸多技术问题，彻底消除金属锂，确立了可充电含锂碱性锂离子电池（LIB）的基本概念。这就是现代锂离子电池的诞生。主要生平：1948年1月30日出生于日本大阪，1970年在京都大学工学部石油化学科毕业，1972年获京都大学工学硕士学位，2005年获大阪大学工学博士学位。1972年进入旭化成集团，2005年至今担任旭化成（株）吉野研究室室长。重大荣誉：1999年获电化学学会电池技术奖（Battery Division Technology Award）。2012年获美国IEEE环境与安全技术奖章、2013年获全球能源奖、2014年获查尔斯·斯塔克·德拉普尔奖（Charles Stark Draper Prize）。1901 年－2018 年最受欢迎的诺贝尔化学奖得主欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）生于：1871 年 8 月 30 日，新西兰纳尔逊卒于：1937 年 10 月 19 日，英国剑桥获奖时所在单位：英国曼彻斯特，维多利亚大学获奖原因：“表彰他在元素衰变和放射性物质的化学性质的研究上做出的贡献”领域：核化学获奖情况：单人获奖成就：1908 年诺贝尔化学奖：1896 年放射现象的发现引发了一系列更深入的研究。1899 年，欧内斯特·卢瑟福证实至少有两种显著类型的辐射：Alpha 粒子和 Beta 粒子辐射。他发现放射现象产生时有气体生成。他和助手弗雷德里克·索迪共同提出了放射性物质可以产生氦气的假设。1902 年，他们陈述了一个革命性的理论：元素通过衰变形成其他的元素。玛丽·居里（Marie Curie, née Sklodowska）生于：1867 年 12 月 7 日，波兰华沙卒于：1934 年 7 月 4 日，法国上萨瓦省获奖时所在单位：法国巴黎，索邦大学获奖原因：“表彰她在镭和钋元素的发现，镭的分离，以及对镭的性质和镭的化合物的研究上做出的贡献，这些研究推动了化学的进步。”领域：核化学获奖情况：单人获奖生平：玛丽·斯卡洛多斯卡出生于波兰王国华沙市一个中学教师的家庭，她的父母深信教育的力量。后来，她搬到巴黎继续深造，遇到了皮埃尔·居里。皮埃尔·居里后来成为了她的丈夫以及在放射领域的同事。1903 年居里夫妇共同获得诺贝尔物理学奖。1906 年，皮埃尔去世，居里夫人继续他们的研究，并在 1911 年成为首位两度获得诺贝尔奖的人。在第一次世界大战期间，居里夫人组织了移动的 X 射线小组救护伤员。居里夫人的女儿伊雷娜和她的丈夫弗雷德里克·约里奥后来也共同获得了诺贝尔化学奖。成就：1903 年诺贝尔物理学奖：亨利·贝克勒尔在 1896 年发现了放射现象，这激发了居里夫妇对此进行进一步的探索。他们检测了很多的物质和矿物质来追踪放射的迹象，发现沥青铀矿比铀具有更强的放射性，因此推断出沥青铀矿中必定含有其他的放射性物质。最终他们从中成功提取出两种当时未知的元素，钋和镭，它们都比铀的放射性要强。1911 年诺贝尔化学奖：居里夫妇在首次发现钋和镭元素之后，玛丽继续研究它们的性能。1910 年玛丽成功地提取出金属单质镭，确定了镭的存在无疑。另外，她还证实并记录了放射性元素以及它们的化合物的性能。放射性化合物无论在科学研究还是在医学领域（主要用于治疗肿瘤），都已经成为了重要的辐射源。马里奥·莫利纳（Mario J. Molina）生于：1943 年 3 月 19 日，墨西哥城获奖时所在单位：美国马萨诸塞州剑桥，麻省理工学院获奖原因：“表彰他们在大气化学领域做出的贡献，尤其是在臭氧的形成与分解相关方向”领域：大气与环境化学获奖情况：与其他两人共同获奖生平：马里奥·莫利纳出生在墨西哥城，从小梦想成为化学家。考虑到对一个化学家来说理解德语很重要，他 11 岁就去了瑞士寄宿中学读书。随后，他回到墨西哥国立大学学习化学工程，其后又去了欧洲和美国加州大学伯克利分校继续开展他的工作。他在伯克利大学的工作令人鼓舞，在那里他发现了氟利昂是如何破坏臭氧层的。马里奥·莫利纳现在在美国加州大学圣地亚哥分校工作。他在 2006 年与第二任妻子瓜达卢佩·阿尔瓦雷斯结婚，与前妻路易萨·谭·莫利纳育有一子。成就： 1995 年诺贝尔化学奖：地球周围的大气层中含有少量的臭氧，臭氧分子是由三个氧原子组成的，它在吸收阳光中的紫外线方面起了重大的作用。如果没有臭氧，太阳将会对地球上的生命造成负面影响。1974 年，马里奥·莫利纳和舍伍德·罗兰证实了 CFC 气体（也就是氟利昂）对大气层中的臭氧有破坏效应。而氟利昂有很多用处，包括冰箱的制冷剂和压缩喷雾器的喷雾剂等。控制氟利昂的使用可以减缓臭氧层的破坏。莱纳斯·卡尔·鲍林（Linus Carl Pauling）生于：1901 年 2 月 28 日，美国俄勒冈州波特兰卒于：1994 年 8 月 19 日，美国加州大苏尔获奖时所在单位：美国加州帕萨迪纳市，加州理工学院获奖原因：“表彰他在化学键的本质的研究，以及将研究结果应用于复杂物质的结构的阐述上做出的贡献”领域：化学键、理论化学获奖情况：单人获奖生平：莱纳斯·鲍林出生在美国俄勒冈州波特兰，他的家族来自普鲁士农民一脉，他的父亲是一名药剂师兼药品推销员。他在位于科瓦利斯的美国俄勒冈州立大学获得学士学位之后，继而在位于帕萨迪纳市的加州理工学院获得了博士学位，在他以后的职业生涯中一直与加州理工学院保持着联系。在二十世纪五十年代，莱纳斯·鲍林卷入到反核运动中，因此被贴上了可疑共党分子的标签，这使得他的护照不时地被吊销。莱纳斯和艾娃·海伦·鲍林一共育有四个孩子。成就：1954 年诺贝尔化学奖：20 世纪 20 年代量子力学的发展不仅对物理界产生了巨大的影响，化学界也同样受到了冲击。20 世纪 30 年代莱纳斯·鲍林在用量子力学理解和描述化学键(原子组成分子的方式)方面走在了时代前沿。莱纳斯·鲍林在化学领域内的研究兴趣非常广泛，比如，他致力于生物领域重要的大分子的化学结构的解析，1951 年他发表了 a 螺旋的化学结构，a 螺旋是蛋白中常见的结构组成成分。1962 年诺贝尔和平奖：原子弹在广岛和长崎的爆炸成为了莱纳斯·鲍林事业的转折点，他和其他科学家一起，通过演讲和写作抗议核武器战争。莱纳斯·鲍林是帕格沃什运动中的一股驱动力，帕格沃什运动的目的是削弱核武器在国际政治中的作用，发起此运动的个人和组织在 1995 年获得诺贝尔和平奖。在 1959 年，莱纳斯·鲍林起草了著名的“广岛呼吁”，这篇总结性声明在禁止原子弹与氢弹的第五次世界会议之后发布。莱纳斯·鲍林在核大国（包括美国，前苏联和英国）签订“禁止核试验条约”上也是主要的推动者，该条约在 1963 年 10 月 10 日生效。在该条约生效的同一天，挪威诺贝尔委员会宣布莱纳斯·鲍林获得 1962 年推迟颁发的诺贝尔和平奖。莱纳斯·鲍林，一个人获得了两次完整的诺贝尔奖。伊雷娜·约里奥-居里（Irène Joliot-Curie）生于：1897 年 12 月 12 日，法国巴黎卒于：1956 年 3 月 17 日，法国巴黎获奖时所在单位：法国巴黎，镭研究所获奖原因：“表彰他们在新的放射性元素的合成上做出的贡献”领域：核化学获奖情况：与另一人共同分享生平：伊雷娜·居里出生在巴黎，是皮埃尔·居里和玛丽·居里的女儿，玛丽·居里是诺贝尔物理学和化学奖得主。伊雷娜·居里在第一次世界大战时跟随她的母亲在 X 射线救援队工作，负责提供X射线移动设备。战后，她回到巴黎大学继续学业，随后到她的父母创办的研究所工作。1926 年，她和弗雷德里克·约里奥结婚。在镭研究所，他们一起开展了后来获得诺贝尔奖的工作。这对夫妇在政治上也非常活跃，他们致力于反法西斯主义和纳粹主义。他们一生育有两个孩子。成就：放射性物质的辐射在研究原子上已经成为一种重要的工具。1934 年，当伊雷娜·约里奥-居里和弗雷德里克·约里奥用a粒子（氦原子核）轰击一张薄的铝片时，在云室中发现了一种新的辐射留下的痕迹。这对夫妇发现即使把辐射源移去，铝片的辐射仍然存在。这是因为经过 a 粒子的轰击后，铝原子转变成了一种磷的放射性同位素。这意味着，历史上第一次人工创造出了放射性元素。1935 年约里奥-居里夫妇共同获得诺贝尔化学奖。 阿齐兹·桑贾尔（Aziz Sancar）生于：1946 年 9 月 8 日，土耳其萨武尔获奖时所在单位：美国，北卡罗莱纳大学教堂山分校获奖原因：“表彰他们在 DNA 修复机理的研究上做出的贡献”获奖情况：与其他两人共同获奖生平：阿齐兹·桑贾尔出生在土耳其东南部萨武尔的一个小康家庭，他的父母没有受过教育，但是他们很重视孩子的教育。桑贾尔 1969 年在伊斯坦布尔大学获得医学学位，1977 年在德克萨斯大学达拉斯分校获得生物学博士学位。阿齐兹·桑贾尔现在在北卡罗莱纳大学教堂山分校医学院任教，他的妻子格温·波尔茨·桑贾尔也同样是医学院生物化学与生物物理系的教授。成就：2015 年诺贝尔化学奖：活细胞中含有携带生物体基因信息的 DNA 分子，生物体的生存和发展依赖于 DNA 的稳定。但 DNA 并不是绝对稳定的，它们会受到损害。1983 年，通过对细菌的研究，阿齐兹·桑贾尔发现并展示了某种酶蛋白修复分子对被紫外线损坏的 DNA 分子的修复过程。这一发现增强了人们对于活细胞运作、癌症起因和细胞衰老等问题的理解。钱永健生于：1952 年 2 月 1 日，美国纽约卒于：2016 年 8 月 24 日，美国俄勒冈州尤金获奖时所在单位：美国加州大学圣地亚哥分校，霍华德休斯医学研究所获奖原因：“表彰他们在绿色荧光蛋白的发现与研究上做出的贡献”领域：生物化学获奖情况：与其他两人共同获奖生平：钱永健 1952 年生于美国纽约，祖籍浙江杭州临安，是吴越国国王钱镠三十四世孙。1972 年，钱永健获得哈佛大学化学及物理学最优等学士学位。1977 年，获得英国剑桥大学生理学博士学位。1977 年-1981 年，担任剑桥大学研究员。1982 年至 1989 年，任加州大学伯克利分校副教授。1989 年开始，任加州大学圣地亚哥分校教授，直至他于 2016 年 8 月 24 日离世。成就：2008 年诺贝尔化学奖：显色手段在生物学研究中起着至关重要的作用。钱永健从 1992 年开始投入绿色荧光蛋白的研究工作，陆续开发出了绿、红、黄、蓝灯荧光，使得科研人员可以将不同颜色的荧光打入蛋白细胞，发现以往难以观测的生物程序。钱永健因此被誉为“荧光蛋白改造之父”。多萝西·克劳福特·霍奇金（Dorothy Crowfoot Hodgkin）生于：1910 年 5 月 12 日，埃及开罗卒于：1994 年 7 月 29 日，英国斯托尔河畔希普斯顿获奖时所在单位：英国牛津市，英国牛津大学 &皇家学会获奖原因：“表彰其在用X-射线技术确定生物大分子的结构的研究上做出的贡献”领域：生物化学、结构化学获奖情况：单独获奖生平：多萝西·克劳福特·霍奇金的研究生涯始于童年时她获得的一本化学课本，这本书里包含有晶体学相关的实验。牛津大学毕业后，尽管她学业优秀，霍奇金作为一名女性依然很难找到工作。最终，剑桥大学的约翰·德蒙·伯纳尔教授给了她一个机会，当时，伯纳尔教授已是现代分子生物学领域的先驱。从剑桥大学获得博士学位之后，多萝西·克劳福特·霍奇金在 1934 年回到牛津大学工作，并在那里度过了她之后的职业生涯。多萝西·克劳福特·霍奇金在分子生物学领域贡献卓著。成就：1964 年诺贝尔化学奖：当X射线穿过晶体结构时，会呈现出清晰而准确的衍射峰图谱，通过这些图谱可以确定晶体的结构。在 20 世纪 30 年代，科学家们越来越多地用这种方法来确定复杂的大分子的结构，多萝西·克劳福特·霍奇金通过大量的X射线衍射图像，大量的计算以及对数据敏锐的分析，在 1946 年成功地确定了青霉素的结构。1956 年，她又分析确定了维生素 B12（所有维生素中结构最为复杂）的结构。诺贝尔化学奖的那些事儿（1901-2018）1895 年 11 月 27 日，阿尔佛雷德·诺贝尔签署遗嘱，将其遗产最大一部分用于颁发各种奖项，其中包括后来的诺贝尔化学奖。正如诺贝尔先生中遗嘱中讲到，这些财产用于奖励：“在化学领域做出最重要的发现或突破的人。◆ 诺贝尔化学奖的数量从 1901 年至 2018 年，共颁发了 110 届诺贝尔化学奖。1916 年, 1917 年, 1919 年, 1924 年, 1933 年, 1940 年, 1941 年和 1942 年，八年中诺贝尔化学奖空缺。对于诺贝尔化学奖空缺的原因，诺贝尔基金会解释道：”诺贝尔化学奖被用来奖励最伟大的化学突破，如果当年没有产生相匹的研究的话，诺奖奖金将会被留待第二年，如果第二年仍未产生相应诺奖，这笔钱将会被纳入诺贝尔基金会的特殊基金内。在两次世界大战期间，产生的诺贝尔奖相对较少。◆ 诺贝尔化学奖得奖人数1901-2018 年期间共有 181 人次获得诺贝尔化学奖。由于弗雷德里克·桑格（Frederick Sanger）曾获得两次诺贝尔化学奖，1901 年来共有 180 人获得诺贝尔化学奖。图丨1958年、1980年诺贝尔化学奖得主弗雷德里克·桑格◆ 最年轻的诺贝尔化学奖得主迄今，最年轻的诺奖得主为弗雷德里克·约里奥-居里（Frédéric Joliot-Curie），年仅 35 岁的他和妻子伊雷娜·约里奥-居里（Irène Joliot-Curie）获得 1935 年获得诺贝尔化学奖。图丨居里夫妇◆ 获得诺贝尔化学奖的女性在 180 名诺贝尔化学奖得主中，共有 5 名女性。其中玛丽·居里，多罗西·克劳宣特·霍奇金两人独得诺奖。1911 年，玛丽·居里（Marie Curie 同时也是 1903 年诺贝尔物理奖的得主）1935 年，伊雷娜·约里奥-居里（Irène Joliot-Curie 玛丽·居里的长女，约里奥·居里的妻子）1964 年，多罗西·克劳宣特·霍奇金（Dorothy Crowfoot Hodgkin）2009 年，阿达·尤纳斯（Ada Yonath）2018 年，弗朗西斯·阿诺德（Frances H. Arnold）图丨1964 年诺贝尔化学奖得主多罗西·克劳宣特·霍奇金◆ 获得诺贝尔化学奖的家族居里家族是最闻名的“诺贝尔奖家族”。1903 年，玛丽·居里和皮埃尔·居里夫妇共同获得诺贝尔物理奖。玛丽·居里还在 1911 年第二次获得诺贝尔奖。他们的长女，伊雷娜·约里奥-居里和她的丈夫约里奥·居里获得 1935 年诺贝尔化学奖。他们的小女儿艾芙·居里，在联合国儿童基金会工作。她的丈夫亨利·拉波易斯，1965 年代表联合国儿童基金会获得诺贝尔和平奖。图丨居里一家其他“诺奖家族”（其中至少有一名成员获得诺贝尔化学奖）在化学领域做出最重要的发现或突破的人。汉斯·冯·奥伊勒-切尔平（Hans von Euler-Chelpin，父），1929 年诺贝尔化学奖；乌尔夫·斯万特·冯·奥伊勒（Ulf von Euler ，子），1970 年诺贝尔生理学或医学奖。图丨汉斯·冯·奥伊勒-切尔平（左）和乌尔夫·冯·奥伊勒-切尔平（右）阿瑟·科恩伯格（Arthur Kornberg，父），1959 年诺贝尔生理学或医学奖；罗杰·科恩伯格（Roger D. Kornberg，子），2006 年诺贝尔化学奖。图丨阿瑟·科恩伯格（左）和罗杰·科恩伯格（右）◆ 被迫拒绝诺贝尔化学奖的人有两名诺贝尔化学奖得主由于当局压力被迫拒绝诺贝尔化学奖。希特勒禁止德国的科学家接受诺贝尔奖，其中两名有两名诺贝尔化学奖得主，里夏德·库恩（1938年）和阿道夫·布特南特（1939年）。此外，1939 年诺贝尔生理学和医学奖得主格哈德·多马克也由于同样的原因拒绝了诺贝尔奖。后来他们的诺贝尔奖证书和奖牌得到补发，但是没有相应奖金。◆ 诺贝尔化学奖得主的研究领域最常见的获得诺贝尔化学奖的研究领域为生物化学，53 名化学奖得主的研究都与生物化学有关。◆ 上届诺贝尔化学奖得主朗西斯·阿诺德(Frances H. Arnold)出生：1956 年 7 月 25 日，美国宾夕法尼亚州匹兹堡获奖时所属机构：美国加州理工学院获奖原因：“使酶进行定向进化。”奖金份额：1/2乔治·史密斯（George P. Smith）出生：1941 年 3 月 10 日，美国康涅狄格州诺沃克获奖时所属机构：美国密苏里大学获奖原因：“肽和抗体的噬菌体展示。”奖金份额：1/4格雷戈里·P·温特爵士（Sir Gregory P. Winter）出生：1951 年 4 月 14 日，英国莱斯特获奖时所属机构：英国剑桥MRC分子生物学实验室获奖原因：“肽和抗体的噬菌体展示。”奖金份额：1/4◆ 诺贝尔奖证书诺贝尔奖证书是一项独特的艺术品，由最著名的挪威和瑞典艺术家和书法家制作。图丨2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者屠呦呦的获奖证书