諾獎全攻略:獲得本屆全地球最知名現金百萬大獎的科學家們到底在干些啥


諾貝爾獎是根據科學家諾貝爾1895年的遺囑而設立的五個獎項,包括物理學獎、化學獎、和平獎、生理學或醫學獎以及文學獎,旨在表彰在物理學、化學、和平、生理學或醫學以及文學領域“對人類作出巨大貢獻”的人士。

2020年,每項諾貝爾獎的獎金增加到1000萬瑞典克朗,相當于750w+人民幣。事實上,諾貝爾的遺囑最開始只有約3100萬瑞典克朗。但是這3100萬瑞典克朗并不直接用做獎金,而實用于投資。其中,90%的收益用作評獎的獎金。

這篇文章為大家整理了2020年諾貝爾物理學、生理學或醫學以及化學獎的研究,讓我們來看看到底是什么神仙研究可以獲得全地球最有名的現金百萬大獎。

諾貝爾生理學或醫學獎——丙肝病毒的發現

2020年諾貝爾生理學或醫學獎頒給了Harvey J. Alter、?Michael Houghton和Charles M. Rice,獲獎理由是發現丙型肝炎病毒。

三人對丙肝病毒研究的貢獻是這樣的:

Harvey J. Alter首先發現人們因為輸血所引起的慢性肝炎是由于一種未知的病毒;

Michael Houghton分離得到了丙肝病毒;

Charles M. Rice則證明了丙肝病毒單獨可導致肝炎。

作為中國發病率第一的傳染病——肝炎,大多數人的第一反應是“乙肝”,或者是它的姐妹“甲肝”。雖然丙肝的知名度很低,但它的危害性確是非常高的。丙肝通過血液傳播,發展成慢性肝炎,引發肝硬化和肝癌。丙肝病毒比乙肝病毒“沉默”得多,往往能在人身上潛伏20-30年,一旦有癥狀就已成重病,迄今為止尚未有針對性疫苗。

在1965年之后,乙肝和甲肝病毒相繼被發現。Harvey J. Alter卻發現了新大陸,他認為這兩種病毒并不是肝炎病毒的全部。他在臨床樣本中發現:在輸血后的肝炎樣本中,有近80%病例既不屬于乙肝也不屬于甲肝。這個數據說明,存在第三種肝炎病毒。同時,Harvey J. Alter還發現,這種病毒和乙肝病毒一樣,是以血液等體液為傳播途徑,嚴重危害人類的健康。

雖然Harvey J. Alter已經知道了這種病毒的存在,但在以后十幾年的研究中,因為研究條件的限制,他并沒有揭開這第三種肝炎病毒的面紗。Harvey J. Alter通過在黑猩猩身上培養第三種肝炎的感染血清,為后續研究提供了非常大的幫助。

時間轉眼來到了1989年,Michael Houghton利用分子生物學克隆技術,分離出了丙肝病毒的RNA片段。這個技術可以檢測出前人研究中的80%既不屬于乙肝也不屬于甲肝的病例,正是丙肝。這種檢測方法快速提高了血液樣品中丙肝病毒的檢測水平,使世界上更多的人免于丙肝的感染。

成功實現丙肝的分離和鑒定,為丙肝的研究推進了一大步。Charles M. Rice在接下來的研究中證明了丙肝病毒單獨可導致肝炎。他發現丙肝病毒基因組的尾端有一個片段,這個片段在丙肝病毒的復制中具有十分重要的作用。通過基因工程技術,他構造了一種丙肝病毒的變種RNA。隨后,研究人員將這個RNA注射到黑猩猩的肝臟中,隨即在黑猩猩的血液中檢測到了病毒。

據世界衛生組織估計,全世界大約有7100萬人患有丙型肝炎,丙型肝炎會導致嚴重的肝臟并發癥,在某些情況下甚至會導致死亡。困擾人們多年的病毒性肝炎家族譜因這三位科學家的努力而得到了補充和完善,后輩們在他們的研究基礎上找到了治愈病毒感染的良方,這背后是千萬人生命的延續和生活質量的提高。

諾貝爾物理學獎——銀河系中心的超大質量致密天體的發現

2020年諾貝爾物理學獎頒給了Roger Penrose、?Reinhard Genzel和Andrea Ghez,獲獎理由是發現銀河系中心的超大質量致密天體的發現。

三人對黑洞研究的貢獻是這樣的:

Roger Penrose的理論研究是黑洞成為天文觀測目標的理論基礎

Reinhard Genzel和Andrea Ghez則是發現了黑洞

在科幻小說和電影中,黑洞的出現頻率是相當高的。黑洞是現代廣義相對論中,存在于宇宙空間中的一種天體。黑洞的引力極其強大,使得視界內的逃逸速度大于光速。故而,“黑洞是時空曲率大到都無法從其事件視界逃脫的天體”。

對于黑洞的研究,在科學領域也是一場曠日持久的馬拉松。

愛因斯坦1915年發表了廣義相對論,顛覆了之前所有有關時空的概念,引力塑造了宇宙的最大范圍,而相對論為理解引力提供了一個全新的基礎。但這些,一直被認為是純粹的理論推測。

Roger Penrose首先成功地為所有坍縮物質找到了一個現實的解,其利用巧妙的數學方法表明黑洞是愛因斯坦廣義相對論的直接預測結果。1965年1月,Roger Penrose證明了黑洞確實可以形成并對其進行了詳細描述。Roger Penrose開創性的研究,被視為對廣義相對論的最重要貢獻。

Reinhard Genzel和Andrea Ghez自1990年代初以來,他們一直專注于觀測銀河系中心的一個區域。隨著精確度的提高,他們成功繪制了離銀河系中心最近的最亮恒星的軌道。這兩組測量結果都發現:有一種看不見、卻非常重的物體,使得這些恒星在其周圍以驚人的速度旋轉。而這個看不見的物質,有400萬個太陽質量那么重。

根據當前的引力理論,可能的解釋只有一個——超大質量黑洞。

Reinhard Genzel和Andrea Ghez使用世界上最大的望遠鏡,可以通過巨型星際氣體和塵埃云看到銀河系的中心。他們的開創性工作,提供了迄今為止最令人信服的證據,表明銀河系中心有一個超大質量的黑洞。

諾貝爾化學獎——基因編輯

2020年諾貝爾化學獎頒給了Emmanuelle Charpentier和Jennifer A . Doudna,獲獎理由是基因編輯技術的發展。

CRISPR全稱Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats——成簇的規律間隔的短回文重復序列。CRISPR/Cas系統是細菌和古菌在長期演化過程中形成的一種免疫系統,用來抵抗外源遺傳物質的入侵,為它們提供獲得性免疫。CRISPR/Cas系統可以識別出外源DNA,并將它們切斷,沉默外源基因的表達。正是由于這種精確的靶向功能,CRISPR/Cas系統已被開發成一種高效的基因組編輯工具。

在自然界中,CRISPR/Cas系統擁有多種類別,而CRISPR/Cas9系統是其中研究最深入,應用最成熟的一種類別。憑借著成本低廉,操作方便,效率高等優點,CRISPR/Cas9迅速風靡全球的實驗室,成為了生物科研的有力幫手和基因編輯的強大工具。

Emmanuelle Charpentier和Jennifer A . Doudna發現了基因編輯技術中最有利的剪刀:CRISPR/Cas-9。利用這個技術,研究人員可以自由地改變動物、植物和微生物地DNA。這項技術對生命科學產生了革命性的突破,為多種疾病的療法做出了貢獻,并使遺傳病的治療成為可能。

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