2006年诺贝尔科学奖
作者:薛巍(文 / 薛巍)
( 罗杰·科恩伯格(左)与安德鲁·法尔(右) )
本年度的诺贝尔科学奖得主已经全部揭晓,《经济学家》说:“桂冠已经分派完了,失望的人再也不用像想得到内阁职位的政治家一样抓着电话不放了。今年诺贝尔奖评审委员会表现不错。他们挑出的获奖者即使不是家喻户晓,至少他们干的事在专业领域之外还有些反响。获得物理学奖的这项研究让宇宙学家能够画出第一个星星形成之前宇宙的样子。医学奖颁给了发现RNA干扰现象的人,它可以帮助细胞战胜病毒感染,被认为是新品种药物的基础。化学奖则是一个变相的医学奖,仍把它当作化学研究,可以免于承认自化学家诺贝尔的世纪之后,知识界的大部分精力都放到了化学研究之外。”
2006年之前,有758人和18个组织获得了诺贝尔奖,其中近300人是美国人。今年像1983年一样,三项诺贝尔科学奖的获奖者全都是美国人。历年的诺贝尔奖,几乎从来没缺少过美国人的身影。2004年,诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖、化学奖和经济学奖得主的10人中有7人来自美国,2005年的10位诺贝尔奖获得者中的一半是美国人。
此外,本年度获奖者相关论文的发表时间分别是:生理学或医学奖1998年、物理学奖1989年、化学奖2001年。论文发表时间与获奖时间相隔不像以前那样久,诺贝尔奖评审委员们希望评审对象的成果能够获得广泛公认和检验,因此往往需要耗费相当长时间,甚或几十年时间。
物理学奖:宇宙形成的婴儿时代
瑞典皇家科学院常任秘书贡诺·厄奎斯特说:“今年的诺贝尔物理学奖将我们带回了宇宙形成的婴儿时代。”约翰·马瑟(John Mather)和乔治·斯穆特(George Smoot)借助美国1989年发射的科勃卫星(Cosmic Background Explorer,缩写COBE,宇宙背景辐射探测者)做出的发现,为有关宇宙起源的大爆炸理论提供了支持,有助于研究早期宇宙,帮助人们更多地了解恒星和星系的起源。诺贝尔奖评审委员会的公报说,他们的工作使宇宙学进入了“精确研究”时代。
( 约翰·马瑟 )
马瑟现年60岁,1974年在美国加利福尼亚大学伯克利分校取得博士学位,现为美国宇航局戈达德航天中心高级天体物理学家。斯穆特现年61岁,1970年获美国麻省理工学院博士学位,现为美国加利福尼亚大学伯克利分校物理学教授。
目前学界普遍接受的宇宙起源理论认为,约137亿年前,发生了一次大爆炸,大爆炸之后的宇宙温度高得惊人,那时的宇宙可以比作一个炙热的发出辐射的物体。如果宇宙真的起源于100多亿年前一种高度浓缩、高温的状态,宇宙中应该残留一种微弱的辐射,两位物理学家找到了这种辐射,也将大爆炸从一种单纯的理论变成了一个宇宙起源模型。
( 乔治·斯穆特 )
大爆炸之后大约30万年,宇宙温度降到足够低,电子和光子等可以结合而形成原子等物质。宇宙也由此走出晦暗的迷雾状态而变得透明,使光可以穿透。宇宙微波背景辐射正是在此期间产生。这种微波背景辐射被认为是大爆炸的“余烬”,现在仍均匀地分布于整个宇宙空间。随后宇宙不断扩张,宇宙背景辐射的温度也逐渐降低,预计目前相当于绝对温度2.7度(零下270.46摄氏度)的黑体发出的微波辐射。马瑟对COBE卫星测量的结果进行分析计算后发现,宇宙微波背景辐射与绝对温度2.7度黑体辐射非常吻合。斯穆特证明微波背景辐射在天空中穿越时在不同方向上温度有着极其微小的差异,也就是说存在所谓的各向异性,反映出最初的星云后来有着或大或小的密集程度,更加密集的星云具有引力,吸引周围的气体,形成星系,密集程度低的就比较空旷。他们的研究不仅能说明星系的起源,还能证明宇宙早期发生过暴胀,即突然、剧烈的扩张。
诺贝尔奖评审委员会让马瑟和斯穆特分享今年的物理奖,《时代》周刊科学记者迈克尔·莱莫尼克觉得有好戏看了,因为1992年的时候,斯穆特率先公布他的研究结果时,马瑟和COBE的其他成员感到震怒,认为斯穆特不道德地攫取了这一荣誉。马瑟后来在与他人合著的《第一道光》中说,COBE的成员们认为斯穆特不断违反团队的成果发布规定,项目主席甚至想开除他,让他的副手班尼特取而代之,但班尼特担心会破坏团结而谢绝了。
( 克雷格·梅洛与妻子女儿 )
生理学或医学奖:RNA干扰机制 和制药
诺贝尔奖评审委员会在评价安德鲁·法尔(Andrew Fire)和克雷格·梅洛(Craig Mello)1998年发表于《自然》上的研究成果时说:“他们的发现能解释许多令人困惑、相互矛盾的实验观察结果,发现了控制遗传信息流动的自然机制。这开启了一个新的研究领域。”
法尔出生于1959年,目前任职于斯坦福大学。马萨诸塞大学的梅洛出生于1960年。他们并不是最先注意到RNA干扰现象的人,但他们是最先搞清楚其机制的人。生物的遗传信息从脱氧核糖核酸(DNA)传到作为“信使”的核糖核酸(RNA),再传到蛋白质,特定的基因控制细胞制造特定的蛋白质。双链RNA可以使跟它同源序列的信使RNA基因发生降解,出现“基因沉默”,导致蛋白无法合成。健康的动植物细胞没有双链RNA,很多病毒却有双链RNA。从理论上说,让致病基因沉默能治愈很多种疾病。动物实验已证明,RNA干扰可以使导致胆固醇升高的基因沉默;病毒性疾病,眼疾,心血管代谢性疾病等方面的临床试验也正在进行中;这一方法为病毒性肝炎、艾滋病和肿瘤等人类顽疾的治疗指出了一条新路。
化学奖:变相的医学奖
12岁的时候,一天半夜里罗杰·科恩伯格(Robert Kornberg)被家里的动静吵得很烦,他被父亲阿瑟获得1959年诺贝尔医学奖的消息弄醒了。昏昏沉沉的他并没弄明白这件事的重要性,又倒头睡去。醒来之后,他的房间里满是庆祝活动留下的冷咖啡和面包渣。47年后,10月4日,轮到他半夜叫醒他的父亲了。因为在“真核转录的分子基础”研究领域做出的贡献,59岁的他在凌晨2点半接到瑞典打来的电话后,得知自己获得了今年的诺贝尔化学奖,一人独享137万美元的奖金。在诺贝尔奖105年的历史上,出现了第7对父子得主。1922年尼尔斯·玻尔独享物理奖,1975年他的儿子奥格·玻尔与人分享了物理奖。
罗杰·科恩伯格1947年出生于美国密苏里州圣路易市,在斯坦福大学获得博士学位,目前供职于该大学医学院。他的父亲阿瑟·科恩伯格1959年获奖的课题是基因信息如何从一个脱氧核糖核酸(DNA)分子转移至另一个DNA分子。科恩伯格则是第一个成功地将脱氧核糖核酸(DNA)的复制过程捕捉下来的科学家。
基因中遗传信息的转录和复制是地球上所有生物生存和发展必然经历的过程,科恩伯格教授有关真核转录的研究第一次将基因的这一转录过程细致地描述下来,使了解基因的转录过程成为可能。
真核生物是有细胞核的生物,相比起细菌更为复杂,动物和植物都是真核生物。真核生物如果想应用存储在基因里的信息,必须先将信息备份并传送至细胞外层,细胞再利用这些信息生产蛋白质,这个备份过程被称作转录。科恩伯格是首位在分子水平上揭示真核生物转录过程如何进行的科学家,这一过程具有医学上的“基础性”作用,因为人类的多种疾病如癌症、心脏病等都与这一过程失调有关。
了解基因转录在医学研究中起着决定性的作用,比如可以对致病基因进行干预,也可以创造新的抗生素。目前,基因转录的技术广泛应用在基因研究的实验室中。
此外,理解转录过程也有助于人们理解干细胞如何发展成不同的特定细胞。干细胞,特别是胚胎干细胞,能分化成不同种类的体细胞。科学家相信,将来可以利用人类胚胎干细胞修补人体受损的组织和器官,治疗多种疾病。瑞典皇家科学院说:“如果我们想理解干细胞在医学上的全部潜力,理解转录过程是必需的一步。”■ 科学奖科学科普宇宙起源诺贝尔诺贝尔奖2006