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诺贝尔奖,是以瑞典化学家阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔的部分遗产作为基金创立的,包括物理、化学、生理学或医学、文学、和平等五个奖项,后来增设经济学奖。其中的物理学、化学、生理学或医学奖,是三个科学类奖项,都被认为是各自领域中最为重要的奖项。2018年诺贝尔奖中的三大科学奖项,在去年10月份陆续揭晓,有意思的是,它们全与“生物”相关。

“生物化”成诺贝尔科学奖的共同趋势

去年诺贝尔生理学或医学奖的主题是免疫检查点疗法,得奖的两位科学家对肿瘤的治疗思路,从直接针对肿瘤细胞的治疗,转变为通过提高机体自身免疫力来对抗癌症。这一新的治疗思路,在临床上取得良好效果,被认为是人类克服癌症的希望。

去年诺贝尔化学奖的主题是蛋白质的进化,不论是酶的定向进化或是多肽和抗体的噬菌体展示技术,都是利用生物领域的思维方式,研究生物领域中的对象。酶是一类具有生物催化功能的蛋白质;噬菌体是侵袭细菌的病毒,噬菌体展示技术是一项利用其表面蛋白质展示蛋白质间相互作用、配体蛋白功能和蛋白质演化等特性的技术。

去年诺贝尔物理学奖颁给了激光物理领域,其中光学镊子技术可以用于探索和调整细胞内部结构,为理解细胞的正常和异常状态提供技术手段。而其中高强度、超短光脉冲技术不仅应用于物理学研究,也在医学领域大显身手。

去年三个科学领域的奖项,实现了“生物化”趋势大满贯。其实,诺贝尔科学奖的“生物化”趋势由来已久。人们对诺贝尔化学奖历年获奖情况进行统计后发现:从1901年至2018年,110次诺贝尔化学奖中,涉及生物学研究领域的有37个,超过三分之一的比例。进入21世纪以来,诺贝尔化学奖的“生物化”趋势愈发明显,在19次诺贝尔化学奖中,有11次奖项的主要研究贡献与生物学领域有关。

生命科学领域是新兴科学高地

为什么生命科学领域会成为各领域追逐的“香饽饽”?

生物系统一向被视为物质系统中最为复杂、独特的系统;生命现象也被认为是宇宙万象中最为奇特的现象。因此,自然科学各学科、各领域,都会把生物系统、生命现象作为其最大挑战与终极目标,生物系统、生命现象也自然成为各类英才大显身手的舞台。

多学科的发展推动了生命科学的进步。想要研究生命,就必须开发、利用各种物质的研究技术。随着人类现代科技的进步,物理和化学两大学科群的推陈出新,不断为生命科学的研究提供了强大而持续的理论引领和技术推动。从显微解剖基础上的生物分类,到组分解析基础上的分子生物学,再到今天的集成物资科技与信息科技的生命组学大数据时代,多学科技术进步与汇聚一直是推动生命科学发展的重要原动力。

随着生命科学领域的兴起,越来越多的精英人才从其他领域投身该领域,为该领域发展提供了全新的技术和智力支撑。比如去年的诺贝尔物理学奖得主之一弗朗西斯·阿诺德,起初是作为机械与航空航天工程师参与太阳能研究的,但从20世纪80年代开始,她将研究目标转向新兴的DNA技术。

科学“生物化”带动世界“生物化”

科学研究的“生物化”趋势,将会影响未来世界的发展。去年的诺贝尔科学奖成果,已表现出改变世界的潜力。

如生理学或医学奖成果,展现出巨大的临床应用价值,众多肿瘤治疗方案已得到广泛的推广应用。化学奖成果中,酶的定向进化满足了人们对工业酶的广泛需求,已用于新材料、新药物的绿色生产;噬菌体展示技术促进了抗体药物的研发,抗体药物市场正呈现日益广阔的前景。而物理学奖中,阿瑟·阿什金的工作特别强调了在生物系统中的应用;高强度短脉冲技术也已用于临床眼科疾病治疗。

生命科学和医疗、农业、工业、资源、生态、国防等诸多领域都息息相关。可以预见,越来越多的“生物化”科学突破,不仅可以改变人们的生老病死、衣食住行,也将带来经济的“生物化”、社会的“生物化”和国防的“生物化”。

石文昊 童梦莎 贺福初

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