北京韶光 10 月 3 日下午 5 点 45 分,2018 诺贝尔化学奖揭晓——诺贝尔委员会宣告,将此奖项一半颁给女科学家Frances H. Arnold,另一半则由George P. Smith、 Gregory P. Winter两人共享。这次诺贝尔化学奖表彰三位科学家分别在实现了酶的定向蜕变、实现多肽和抗体的噬菌体呈现技能上的主要事情。
值得把稳的是,本年度的诺贝尔物理学奖、化学奖获奖研究方向,都在生物学领域有着重要的运用。物理学奖中的光镊技能可运用于移动生物大分子、病毒或细胞。而化学奖中的酶分子进化、噬菌体展示技能也涉足生归天学领域。昨日获奖的女性物理学家Donna Strickland,本次诺奖涌现两名女性获奖者。
Frances H. Arnold,美国科学家和工程师,于1956年7月25日出生,1979年得到美国普林斯顿大学机器与航空航天工程学士学位; 1985年得到加州大学伯克利分校化学工程博士学位; 随后在加州大学伯克利分校进行化学博士后研究; 1986年在加州理工学院进行化学博士后研究。
Frances H. Arnold 首创了定向进化的方法,以创造生物系统,包括酶、代谢路子、基因调控回路和生物体。她通过研究生物体系如何在分子水平上进化,并利用这种进化创造出新的系统。进化适用于不同的繁芜程度,从蛋白到生态系统。而 Frances H. Arnold 已利用进化方法创造出新的生物实体,这些方法绕过了 DNA 序列如何编码生物功能以及利用生物系统进化温柔应能力等尚不清楚的部分。而通过定向进化,新研究重修获预测可能的自然进化路径,并探索物理上可能涌现且与当时具有生物学意义的分子。
George P. Smith,1941年3月10日出生,1970年得到哈佛大学博士学位;2000年景为密苏里大学教授;2001年景为美国艺术和科学研究院(AAAS)研究员;2007得到美国微生物学会Promega生物技能研究奖。
George P. Smith 最早发明了噬菌体展示技能,当时他将多肽领悟表达到丝状噬菌体的pIII蛋白上,成功证明了可以在丝状噬菌体上展示多肽。George Pieczenik 的一份专利也阐述了噬菌体文库的构建。这一技能后来被分子生物学实验室的 Greg Winter 和 John McCafferty、Scripps 研究所的 Lerner 和 Barbas 以及德国癌症研究中央的团队进一步开拓和优化,用于展示诸如抗体的治疗性蛋白。
Gregory P. Winter,英国生归天学家,生于1951年4月14日,1973年于剑桥大学毕业,1977年得到博士学位;1990年当选为皇家学会会员(FRS)。
Gregory P. Winter 是治疗性单克隆抗体的先驱,研究方向为遗传工程和蛋白质工程。他发明了“拟人化”和全拟人化的噬菌体展示技能,并开拓了制造人源化抗体以及在细菌中重组表达人源抗体的技能,这一技能办理了之前生产抗体须要杂交瘤和实验室动物免疫接种的需求,目前用于分子靶向治疗的所有商业制造的抗体都是基于Winter的技能。
1901 年-2017 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
获奖缘故原由:“表彰他在元素衰变和放射性物质的化学性子的研究上做出的贡献”
领域:核化学
获奖情形:单人获奖
造诣:1896 年放射征象的创造引发了一系列更深入的研究。1899 年,欧内斯特·卢瑟福证明至少有两种显著类型的辐射:Alpha 粒子和 Beta 粒子辐射。他创造放射征象产生时有气体天生。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
获奖缘故原由:“表彰她在镭和钋元素的创造,镭的分离,以及对镭的性子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
获奖情形:单人获奖
平生:玛丽·斯卡洛多斯卡出生于波兰王国华沙市一个中学西席的家庭,她的父母笃信教诲的力量。后来,她搬到巴黎连续深造,碰着了皮埃尔.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 年居里夫妇共同得到诺贝尔物理学奖。1906 年,皮埃尔去世,居里夫人连续他们的研究,并在 1911 年景为首位两度得到诺贝尔奖的人。在第一次天下大战期间,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·约里奥后来也共同得到了诺贝尔化学奖。
造诣:1903 年诺贝尔物理学奖:亨利·贝克勒尔在 1896 年创造了放射征象,这引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,创造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。终极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:居里夫妇在首次创造钋和镭元素之后,玛丽连续研究它们的性能。1910 年玛丽成功地提取出金属单质镭,确定了镭的存在无疑。其余,她还证明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(紧张用于治疗肿瘤),都已经成为了主要的辐射源。
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
获奖缘故原由:“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干系方向”
领域:大气与环境化学
获奖情形:与其他三人共同获奖
平生: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主要,他 11 岁就去了瑞士投止中学读书。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连续开展他的事情。他在伯克利大学的事情令人鼓舞,在那里他创造了氟利昂是如何毁坏臭氧层的。马里奥·莫利纳现在在美国加州大学圣地亚哥分校事情。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。
造诣: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,它在接管阳光中的紫外线方面起了重大的浸染。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·罗兰证明了 CFC 气体(也便是氟利昂)对大气层中的臭氧有毁坏效应。而氟利昂有很多用途,包括冰箱的制冷剂和压缩喷雾器的喷雾剂等。掌握氟利昂的利用可以减缓臭氧层的毁坏。
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
获奖缘故原由:“表彰他在化学键的实质的研究,以及将研究结果运用于繁芜物质的构造的阐述上做出的贡献”
领域:化学键、理论化学
获奖情形:单人获奖
平生: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人一脉,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得到学士学位之后,继而在位于帕萨迪纳市的加州理工学院得到了博士学位,在他往后的职业生涯中一贯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,这使得他的护照时时地被吊销。莱纳斯和艾娃·海伦·鲍林一共育有四个孩子。
造诣: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(原子组成分子的办法)方面走在了时期前沿。莱纳斯·鲍林在化学领域内的研究兴趣非常广泛,比如,他致力于生物领域主要的大分子的化学构造的解析,1951 年他揭橥了 a 螺旋的化学构造,a 螺旋是蛋白中常见的构造组成身分。
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·鲍林奇迹的迁移转变点,他和其他科学家一起,通过演议和写作抗议核武器战役。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浸染,发起此运动的个人和组织在 1995 年得到诺贝尔和平奖。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天下会议之后发布。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”上也是紧张的推动者,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告莱纳斯·鲍林得到 1962 年推迟颁发的诺贝尔和平奖。
莱纳斯·鲍林,一个人得到了两次完全的诺贝尔奖。
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
获奖缘故原由:“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
获奖情形:与另一人共同分享
平生: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·居里在第一次天下大战时跟随她的母亲在 X 射线接济队事情,卖力供应X射线移动设备。战后,她回到巴黎大学连续学业,随后到她的父母创办的研究所事情。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得到诺贝尔奖的事情。这对夫妇在政治上也非常生动,他们致力于反法西斯主义和纳粹主义。他们生平育有两个孩子。
造诣:放射性物质的辐射在研究原子上已经成为一种主要的工具。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,在云室中创造了一种新的辐射留下的痕迹。这对夫妇创造纵然把辐射源移去,铝片的辐射仍旧存在。这是由于经由 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-居里夫妇共同得到诺贝尔化学奖。
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
获奖缘故原由:“表彰他们在 DNA 修复机理的研究上做出的贡献”
获奖情形:与其他三人共同获奖
平生: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诲,但是他们很重视孩子的教诲。桑贾尔 1969 年在伊斯坦布尔大学得到医学学位,1977 年在德克萨斯大学达拉斯分校得到生物学博士学位。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归天学与生物物理系的教授。
造诣: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,它们会受到危害。1983 年,通过对细菌的研究,阿齐兹·桑贾尔创造并展示了某种酶蛋白修复分子对被紫外线破坏的 DNA 分子的修复过程。这一创造增强了人们对付活细胞运作、癌症起因和细胞朽迈等问题的理解。
托马斯·林达尔
(Tomas Lindahl)
生于:1938 年 1 月 28 日,斯德哥尔摩,瑞典
获奖时所在单位:英国赫特福德郡,弗朗西斯·克里克研究所&克莱尔霍尔实验室
获奖缘故原由:“表彰他们在 DNA 修复机理的研究上做出的贡献”
获奖情形:与其他三人共同获奖
平生:托马斯·林达尔出生在瑞典的斯德哥尔摩,他在斯德哥尔摩的卡罗林斯卡学院学习并在 1967 年得到博士学位,后在新泽西的普林斯顿大学和纽约的洛克菲勒大学做博士后研究。之后进入哥德堡大学成为一名医学与生理化学教授。自 1981 年起,他一贯在英国赫特福德郡的克莱尔霍尔实验室的癌症研究院事情。
造诣: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,它们会受到危害。20 世纪 70 年代,通过对细菌的研究,托马斯·林达尔创造并展示了某种酶蛋白修复分子移除和替代 DNA 损伤部分的过程。这一创造增强了人们对付活细胞运作、癌症起因和细胞朽迈等问题的理解。
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
获奖缘故原由:“表彰他们在绿色荧光蛋白的创造与研究上做出的贡献”
领域:生归天学
获奖情形:与其他三人共同获奖
平生: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,钱永健得到哈佛大学化学及物理学最头等学士学位。1977 年,得到英国剑桥大学生理学博士学位。1977 年-1981 年,担当剑桥大学研究员。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。
造诣:显色手段在生物学研究中起着至关主要的浸染。钱永健从 1992 年开始投入绿色荧光蛋白的研究事情,陆续开拓出了绿、红、黄、蓝灯荧光,使得科研职员可以将不同颜色的荧光打入蛋白细胞,创造以往难以不雅观测的生物程序。钱永健因此被誉为“荧光蛋白改造之父”。
保罗·莫德里奇
(Paul Modrich)
生于:1946 年 6 月 13 日,美国新墨西哥州拉顿
获奖时所在单位:美国北卡罗来纳州达勒姆市,杜克大学医学院;马里兰州切维蔡斯,霍华德休斯医学研究所
获奖缘故原由:“表彰他们在 DNA 修复机理的研究上做出的贡献”
获奖情形:与其他三人共同获奖
平生:保罗·莫德里奇出生于美国新墨西哥州拉顿,并在那里终年夜。他的父亲是一名生物老师,常常鼓励他对自然要保有好奇心。1968 年,保罗·莫德里奇于麻省理工学院得到学士学位。1973 年,莫德里奇于斯坦福大学得到博士学位。1976 年至今,他一贯在位于北卡罗来纳州达勒姆市的杜克大学事情。同时,保罗·莫德里奇在位于马里兰州切维蔡斯的霍华德休斯医学研究所担当研究员。
造诣: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,它们会受到危害。20 世纪 70 年代,通过对噬菌体的研究,保罗·莫德里奇创造并展示了甲基基团连接到 DNA 分子上作为 DNA 错配修复的旗子暗记的过程。这一创造增强了人们对付活细胞运作、癌症起因和细胞朽迈等问题的理解。
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,英国斯托尔河边希普斯顿
获奖时所在单位:英国牛津市,英国牛津大学 &皇家学会
获奖缘故原由:“表彰其在用X-射线技能确定生物大分子的构造的研究上做出的贡献”
领域:生归天学、构造化学
获奖情形:单独获奖
平生:多萝西·克劳福特·霍奇金的研究生涯始于童年时她得到的一本化学教材,这本书里包含有晶体学干系的实验。牛津大学毕业后,只管她学业精良,霍奇金作为一名女性依然很难找到事情。终极,剑桥大学的约翰·德蒙·伯纳尔教授给了她一个机会,当时,伯纳尔教授已是当代分子生物学领域的先驱。从剑桥大学得到博士学位之后,多萝西·克劳福特·霍奇金在 1934 年回到牛津大学事情,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。
造诣:当X射线穿过晶体构造时,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构造。在 20 世纪 30 年代,科学家们越来越多地用这种方法来确定繁芜的大分子的构造,多萝西·克劳福特·霍奇金通过大量的X射线衍射图像,大量的打算以及对数据敏锐的剖析,在 1946 年成功地确定了青霉素的构造。1956 年,她又剖析确定了维生素 B12(所有维生素中构造最为繁芜)的构造。
诺贝尔化学奖的那些事儿
(1901-2017)
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,个中包括后来的诺贝尔化学奖。正如诺贝尔师长西席中遗嘱中讲到,这些财产用于褒奖:“在化学领域做出最主要的创造或打破的人。
◆ 诺贝尔化学奖的数量
从 1901 年至 2017 年,共颁发了 109 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。对付诺贝尔化学奖空缺的缘故原由,诺贝尔基金会阐明道:”诺贝尔化学奖被用来褒奖最伟大的化学打破,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分外基金内。在两次天下大战期间,产生的诺贝尔奖相对较少。
◆ 诺贝尔化学奖得奖人数
1901-2017 年期间共有 178 人次得到诺贝尔化学奖。由于弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger)曾得到两次诺贝尔化学奖,1901 年来共有 177 人得到诺贝尔化学奖。
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约里奥•居里(Frédéric Joliot),年仅 35 岁的他和妻子艾琳约里奥-居里(Irène Joliot-Curie)得到 1935 年得到诺贝尔化学奖。
图丨居里夫妇
◆ 最年长的诺贝尔化学奖得主
迄今最年迈的诺贝尔化学奖得主为约翰·芬恩( John B. Fenn)。他以 85 岁高龄得到 2002 年诺贝尔化学奖。
图丨2002 年诺贝尔化学奖得主约翰·芬恩
◆ 得到诺贝尔化学奖的女性
在 177 名诺贝尔化学奖得主中,共有 4 名女性。个中玛丽·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)
图丨1964 年诺贝尔化学奖得主多罗西·克劳宣特·霍奇金
◆ 得到诺贝尔化学奖的家族
居里家族是最有名的“诺贝尔奖家族”。 1903 年,玛丽·居里和皮埃尔·居里夫妇共同得到诺贝尔物理奖。玛丽·居里还在 1911 年第二次得到诺贝尔奖。他们的长女,伊雷娜·约里奥-居里和她的丈夫约里奥·居里得到 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事情。她的丈夫亨利·拉波易斯,1965 年代表联合国儿童基金会得到诺贝尔和平奖。
图丨居里一家
其他“诺奖家族”(个中至少有一名成员得到诺贝尔化学奖)在化学领域做出最主要的创造或打破的人。
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)
◆ 被迫谢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谢绝诺贝尔化学奖。希特勒禁止德国的科学家接管诺贝尔奖,个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缘故原由谢绝了诺贝尔奖。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
最常见的得到诺贝尔化学奖的研究领域为生归天学,50 名化学奖得主的研究都与生归天学有关。
◆ 上届诺贝尔化学奖得主
雅克·杜波切特
(Jacques Dubochet)
出生:1942年6月8日,瑞士艾格勒
获奖时所属机构:瑞士洛桑大学
获奖缘故原由:“用于开拓低温电子显微镜,用于测定溶液中生物分子的高分辨率构造。”
奖金份额:1/3
约阿希姆·弗兰克
(Joachim Frank)
出生:1940年9月12日,德国锡根
获奖时所属机构:哥伦比亚大学
获奖缘故原由:“用于开拓低温电子显微镜,用于测定溶液中生物分子的高分辨率构造。”
奖金份额:1/3
理查德·亨德森
(Richard Henderson)
出生:1945年7月19日,苏格兰爱丁堡
获奖时所属机构:剑桥大学分子生物学实验室
获奖缘故原由:“用于开拓低温电子显微镜,用于测定溶液中生物分子的高分辨率构造。”
奖金份额:1/3
◆ 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得到者屠呦呦的获奖证书