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2018诺贝尔自然科学三大奖的意义和启示

2018-10-11 15:44来源:光明网-时评频道

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  作者:张田勘

  2018年的诺贝尔奖已全部公布:美国的詹姆斯·阿利森和日本的本庶佑因“发现免疫负调控抑制可治疗癌症”获得诺贝尔生理学或医学奖;美国的阿瑟·阿什金、法国的杰拉德·莫柔和加拿大的唐娜·史翠克兰获得诺贝尔物理学奖,他们在激光物理学领域做出了开创性发明;美国的弗朗西丝·阿诺德、乔治·史密斯和英国的格雷戈里·温特获得诺贝尔化学奖,他们在酶的定向进化与多肽和抗体的噬菌体展示技术方面做出了贡献。

  2018年的生理学或医学、物理学和化学三项奖项都涉及生物学或与生物学有关,这表明,当代自然科学已经在悄然聚焦于生物学,并且在把生物学当作重点学科来研究,还借助其他学科的技术、视角和力量,形成了多学科交叉交融。

  生物学是现代医学和生理学的基础,因此生理学和医学必然要落地于和立足于生物学。阿利森和本庶佑获得2018年诺贝尔生理学或医学奖的原因首先在于,两位科学家通过研究提出了一种与主流思潮不同的治癌新思路,即治疗不是针对癌细胞进行杀灭,而是对机体的免疫系统进行调控,解放被束缚的免疫力,让免疫系统全身心地投入到抗御癌症的征战中,从而获得较好的治疗效果。

  阿利森和本庶佑分别发现了细胞毒T淋巴细胞相关抗原-4(CTLA-4)和程序性细胞死亡蛋白1(PD-1),它们都可以称为分子制动器或刹车,其作用是抑制免疫T细胞杀灭癌细胞和病原微生物的功能。他们认为,如果能研制一些抗体与CTLA-4和PD-1分子结合,就能解除对T细胞的抑制,从而激活免疫细胞,这种抑制免疫抑制分子的方法可以得到“负负得正”的结果,这样的调控也称为免疫负调控。

  阿什金、莫柔和史翠克兰发明的光镊技术(创建超短高强度激光脉冲)同样与生物学有关,它既可以捕捉小分子生物目标,如病毒、DNA分子等,又不会破坏它们的结构,使得人们能研究活体状态下的生物分子,从而深入理解生命和疾病,同时还能将这样的技术应用于临床治疗,如治疗白内障和近视眼(激光手术)。

  获得2018年诺贝尔化学奖的阿诺德,是通过对枯草杆菌蛋白酶的定向进化研究获得了更有活性的酶,从而能催化产生对环境更友好的化学物质。在生物与化学交叉学科领域,阿诺德还另辟蹊径,利用定向进化的方法研究蛋白质。

  由此看来,聚焦生物和学科交叉,是今年诺贝尔奖的一大特点,从这一角度切入,可以观察到当代前沿学科的机遇。

  另外一方面,纵观这届诺贝尔奖获得者,我们可以看到它奖励科学家观念创新和创新成果的初衷。2018年诺贝尔物理学奖的获奖者,更体现了科学家的胸怀和淡泊名利。

  阿什金是诺贝尔奖历史上获奖年龄最大的科学家,已经96岁。他说,他很老了,已经不再关心像诺贝尔奖之类的事情。59岁的史翠克兰是诺贝尔物理奖历史上的第三位女性获奖者,她认为,她的获奖和她在研究和工作中并没有经历所谓的性别歧视。她说,“在她的职业生涯中总是被当作(与男性科学家)平等对待。”而且,当她被问及为什么一个有成就和声誉的人没有成为一位正教授时,她简单地回答“我从来没有申请。”

  总体来说,今年的诺贝尔科学奖充分体现学科交叉在科学研究和应用中取得丰硕的成果。它带来的启示,是未来生物学很可能将是重点学科,同时吸引更多的学科,如物理学和化学,数学和计算机等学科,在人工智能、遗传、基因组学、材料等方面获得更多的成果,造福社会并推动人类文明的进程。(张田勘)

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