Search

2020諾貝爾化學獎的愛恨情仇:CRISPR首個技術專有者張鋒沒獲獎,又是一次爭議評選嗎? - The News Lens 關鍵評論網

sisofsains.blogspot.com

文:科學生 戴以德

2020年的諾貝爾化學獎,頒給了本世紀最偉大的生物技術──「基因剪刀」CRISPR的奠定者:法國微生物學家Emmanuelle Charpentier,與美國生物化學家Jennifer Doudna。然而CRISPR首個技術專有者,華裔美籍生物工程師張鋒,卻被排除在名單之外。

咦?明明諾貝爾獎就有至多三個名額,為何要這麼「吝嗇」呢?這難道又是一次爭議評選嗎?

今天,就來講這三位偉大科學家的恩怨情仇。撇除掉燒腦的科學知識(網路上隨處可見專業的CRISPR解說),來聊聊背後的八卦與軼事,並一探科研人生的樣貌。

當然,本文是依據我能找到的資料,主觀地彙整與解讀,其中大可能有腦補之處,目的僅是想讓大家了解科學家人性的一面。請大家當作茶餘飯後消遣的故事聽聽。

諾貝爾化學獎
|Photo Credit: AP / 達志影像
2020諾貝爾化學獎得主,美國學者Jennifer Doudna(左)與法國學者Emmanuelle Charpentier(右)。

「基因剪刀」CRISPR:本世紀最偉大的生物技術

首先,為什麼我敢果斷地說,CRISPR是本世紀最偉大的生物技術呢?

基因是生物體裡頭的化學分子,它的編碼(排列組合)主宰了生物的一生:從外貌、智商、個性,到成長、老化、疾病。而從1970年代開始發展的基因工程,就是希望藉由改變基因編碼,來治療疾病甚至增強生物的特定功能(如基改食品)。

然而,人體內的基因編碼有多達30億DNA鹼基對(可想成有30億個字母的文章,根據Doudna本人的比喻),時至21世紀初,人類才剛能夠定序基因編碼(完整閱讀全文每個字),並編輯一些特定的基因(如把「因」該修正為「應」該),距離徹底掌控、改造所有基因,仍是遙遙無期。

而CRISPR技術,巧妙地挪用了微生物細菌體內獨有的生化機制,竟然可以編輯任一基因(可以剪下、貼上整篇文章的任一個字)。這個石破天驚的發明,徹底昇華了基因工程,幾乎將人類帶到造物者的境界,因為理論上,所有疾病都將能被治癒,外表與智商將能被增強,甚至新的物種將能依據人類藍圖被創造出來。

在此先不論此帶來的社會衝擊,因為距離技術成熟被應用,還有很長的一段路。讓我們回過頭來說說,這三位天才是怎麼達成如此驚世創舉。

Jennifer Doudna──自信堅毅的探險家

Doudna出生於1964年美國華盛頓特區,父親是文學博士,母親是教育與歷史碩士,而她自己大學也是就讀享負盛名的文理學院Pomona College。然而她自小就對植物及分子生物產生濃厚的興趣,大學畢業便進入哈佛醫學院,攻讀生物化學博士。由於其突出的研究表現,之後先後於耶魯、哈佛、柏克萊等名校任教,在40歲以前就已是標準人生勝利組。

不單是位傑出的科學家,Doudna在我眼裡,更是一名不斷探索的探險家。她大學時曾考慮轉換主修為法語,卻被法語教授阻止(您太偉大了!)。在柏克萊任教時,她不安逸於現有成就,一度轉行至業界(基因工程公司Genentech)。然而兩個月後,因為業界沒有探索的學術自由,再度回歸柏克萊。

而Doudna的丈夫Jamie Cate,是她在擔任博士後研究員時實驗室的碩士生、她第一份教職時的博士學生,而後因為Cate在柏克萊任教,她便追隨丈夫來到西岸。因此,兩人可說是當過同學、師生與同事,陪伴了彼此生涯的起始至巔峰,實是極為珍貴且特殊的愛情。

1_ZHbAqaZWyoIpK_1B9Jkc8g
圖片來源:《Structure》期刊
Cate與Doudna發表的重要著作,在我看來比結婚證明或婚紗照浪漫百倍

而以上故事,都僅是Doudna著手CRISPR研究前的前傳……

2006年,Doudna從同事Jill Banfield身上,首次聽到CRISPR在細菌體內的生化機制,當即發現其無窮的潛力。勇於創新的她毅然放棄原先的所有研究,轉投CRISPR懷抱。

Emmanuelle Charpentier──堅守夢想的科學人

相比於人生勝利組Doudna,1968年出生的Charpentier,幾乎就是在光譜的另一端。即便自小立志成為推動醫學的生物學家,由於研究主題是冷門的微生物,她如同大多數的科研學者,並未得到豐富的學術資源。博士畢業於法國巴斯德研究院後,她先後輾轉於美國、奧地利、瑞典、德國,依靠著短期研究計畫,不斷白手起家重新開始,卻甚至沒有資金聘請實驗室技術員。

冷豔外表之下的Charpentier,是個標準的科學怪人。她埋首科研,至今未婚,且生性低調,即便是在自身專業──研究細菌體內CRISPR現象這小圈子之內,她依然默默無聞。在外人眼裡,40歲以前的Charpentier,便是個平凡無奇、注定埋沒於歷史長河的無名科學家。

然而錐處囊中,終究鋒芒畢露,Charpentier終於在2010年的學術會議上一鳴驚人。將CRISPR現象用於基因編輯的概念雖然已在兩年前被提出,但是苦於無人知曉CRISPR的確切機制,此概念僅停留在猜想階段。而Charpentier正是在該場會議,首次以實驗成果闡明CRISPR機制,證實了這個偉大的猜想。

1_hld8JLbYNSXiK_eicqf4_w
圖片來源:Web of Science
Charpentier的論文引用生涯曲線

隔年(2011)的微生物學會議,更是有了「最美的邂逅」,Charpentier與Doudna一見如故,除了濃厚的學術氣質令彼此惺惺相惜,Doudna 20年來對基因生化分子的鑽研,更是完美地補上Charpentier研究的最後一塊拼圖。

兩人立即展開合作,並迅速於隔年(2012)在Science》期刊上發表了劃時代的成果,展示CRISPR用以編輯任一基因的方法,從此基因工程進入了新的世紀。

張鋒──博學通才的工程師

Fzhang_at_summit
圖片來源:維基百科
張鋒

張鋒,當今最受矚目的華人生物學家,1983年生於中國石家莊,10歲時移民美國,哈佛化學、物理學士,史丹佛生化工程博士,麻省理工學院(MIT)神經科學與生物工程教授,同時是校史最年輕的華人終生教授。

然而,這鬼神的履歷表並不足以形容他的傳奇,因為在30歲以前的張鋒,就已成為(我私認為)本世紀最偉大的兩個生物技術──CRISPR與光遺傳學的奠定者之一。

在攻讀博士的期間,張鋒與另一位天才少年Ed Boyden,也是現在MIT同事,在剛成立實驗室的Karl Deisseroth手下,發明了光遺傳學技術,此方法可用光照控制神經細胞,達到前所未有的精準度,是現今神經科學界最火熱的技術之一。

2011年,剛在MIT成立實驗室的張鋒,獲知了CRISPR資訊,當時對此毫無研究基礎的他,立即上網搜集資料並展開實驗,並迅雷不及掩耳地在2013年,率先展示了CRISPR技術運用於人體的方法,將CRISPR帶入醫學領域,並搶在Charpentier與Doudna之前拿到了第一個CRISPR技術專利。

若說Charpentier與Doudna掀開了新世紀的帷幕,張鋒則是徹底推開了大門,讓世人見識到CRISPR無窮的威力。

CRISPR與光遺傳學的作用機制大相徑庭,張鋒卻能在兩者皆有卓越成就,我認為有兩大原因:

  1. 淵博的跨領域知識:即便自始至終他都知道自己的興趣是分子生物,卻在大學時選擇雙主修化學與物理,以建立扎實的科學基礎。正是這跨領域的知識儲備,讓他日後在任何新的技術領域,都能輕易上手。
  2. 過人的實作能力:早在16歲時,他便獲得號稱科學界少年世界杯、諾貝爾獎搖籃的英特爾科學獎第三名。我更傾向將張鋒歸類為,將科學知識轉化為應用技術的生物工程師,而單純非生物化學家。

功成名就之後

Charpentier、Doudna與張鋒的著作發表後,CRISPR立即在學界引起一陣巨浪,而深知CRISPR在醫學上重大應用的三巨頭,則聚在一起開始商討成立公司。

然而這美麗的合作,終究在各方資本的角力、巨觀報酬的分配,與至高名譽的歸屬爭奪下,宣告破局。

2013年,Charpentier自己在瑞士成立了CRISPR Therapeutics公司,商業的競爭使她與曾經最好的夥伴Doudna漸行漸遠。同年Doudna也離開了張鋒成立的Editas Medicine公司,另外成立了Intellia Therapeutics公司。雙方除了隔空針鋒相對,更是開啟了美國東西岸兩大名校對決(MIT vs.柏克萊)、花費超過千萬美金,至今仍在進行的專利大戰。

由於最初是柏克萊(Doudna)先投遞專利申請,卻是MIT(張鋒)先過審,柏克萊方上訴希望美國專利局能撤銷張鋒的專利,卻始終遭聯邦法院判決敗訴。

儘管如此,Doudna仍是在基因工程領域活躍地貢獻,除了繼續科研並擴張公司事業,也致力於讓世人更加理解與重視CRISPR的深遠影響與隱憂。

Doudna 2015年TED演說:

Doudna 2016年來台演講:

張鋒依舊不斷地快速推進CRISPR的醫學應用,甚至在今(2020)年達成首個獲美國食品藥物管理局(FDA)批准,用於檢測新冠病毒CRISPR技術。可說在專利之爭下,各方人馬都竭盡全力將CRISPR技術優化,造福普世大眾。

一向低調的Charpentier則是漸漸淡出鎂光燈,發展CRISPR的同時,繼續從事所愛的微生物學中其他主題的研究,只是現在她是普朗克研究所傳染生物學所長,再也不用為研究資金煩惱了。

所以張鋒是諾貝爾獎遺珠嗎?

儘管在業界張鋒拔得頭籌佔上風,在學界則是Doudna與Charpentier大獲全勝。先來看看至今的大獎紀錄:

三人共同獲獎:

  • 2016加拿大蓋爾德納國際獎(醫學)
  • 2016台灣唐獎生技醫藥獎
  • 2017美國阿爾伯尼生物醫學獎

僅Doudna與Charpentier獲獎:

  • 2015生命科學突破獎
  • 2016美國沃倫阿爾伯特獎(醫學)
  • 2020以色列沃爾夫醫學獎
  • 2020諾貝爾化學獎

那麼,張鋒究竟是這些獎項的遺珠嗎?其他獎項我不敢說,但單就諾貝爾化學獎,張鋒落選合情合理,毫無爭議。

為什麼呢?因為諾貝爾化學獎旨在表彰科學領域的基礎研究,而非技術的優化。

畢竟,若是沒有Doudna與Charpentier 20年來對生物化學與微生物的鑽研所打下的基礎,張鋒不可能在如此短時間內發革新CRISPR技術。

但即便如此,仍是不可抹滅張鋒作為第一人的事實與後續卓越貢獻,甚至可以說,年僅38歲的他,若在CRISPR的醫學應用有進一步突破,或是這位博學通才又發展出另一革新技術,仍有可能獲得未來的諾貝爾生理或醫學獎。上世紀的偉大生醫技術MRI,便在60年內斬獲兩個物理獎、兩個化學獎與一個生醫獎。

最後想問無論從事什麼行業的大家:你希望成為一個領域的開拓者,花20年默默耕耘最後盛大豐收?還是洞燭先機的實業家,將他人的成果發揚光大?

文末獻上我對Jennifer Doudna、Emmanuelle Charpentier、張鋒三位天才又努力的偉大科學家,最深的敬意,你們改寫了歷史。兩位諾獎得主若是聽得懂中文,應心有戚戚焉吧:

參考資料:

本文經科學生 戴以德授權轉載,原文刊載於此

責任編輯:朱家儀
核稿編輯:翁世航


不必親自跑到銀行,人們想得到的金融服務,未來都可以透過數位科技一鍵完成。這就是FinTech(金融科技)將要實現的目標:不設立實體分行、完全透過網路提供金融服務的「純網銀」事業核心。

當金融科技掀起全球行動支付、網路銀行風潮,股東皆由本土企業組成,而被賦予「台灣隊」重任的將來銀行,也在2019年7月經過金管會同意、順利取得純網銀證照,並預計在2020下半年正式開業,推出純數位的金融服務。

將金融服務全部移轉到網路上,對消費者來說有什麼不同?將來銀行又該如何運用科技,幫助金融產業創新,同時讓消費體驗更加理想?最關鍵的還是要找到神隊友,一起用科技建立100分的資安基礎、打造純網銀最佳陣容。

純網銀的誕生,讓金融服務得以發生在每一個生活場景

打破傳統銀行的既定模式,純網銀與實體銀行的最大差異,將來銀行技術長兼資訊長周旺暾這麼說:

「金融服務不應該發生在銀行裡面,而是要發生在消費者的生活周遭。」

所以,為了要讓金融服務得以無遠弗屆、不受時空限制,並且有效提升消費者金融體驗,開放銀行(Open Banking)就是必要任務。作為純網銀,將來銀行必須要能與各種不同的事業夥伴介接,互通電信或購物消費等數據紀錄,藉此探索消費者各項需求與服務的可能性。

然而,如何在保護消費者資料的前提下,運用數據提供多元且個人化的金融服務?這是開放銀行的最大課題,更是將來銀行開業的首要挑戰。

image3
Photo Credit:TNL Brand Studio
將來銀行技術長兼資訊長周旺暾,認為金融服務不應該發生在銀行裡面,而是要發生在消費者的生活周遭。

資安大前提下,將來銀行如何運用微軟科技力?

「資安」可以說是所有銀行業者絕對必須遵守的天條。近年來,許多銀行嘗試在實體作業以外,也把部分服務搬遷到網路上,發展網路銀行;而在如此的數位轉型過程中,往往面臨到繁複的資料轉移挑戰,更讓資安嚴謹度大受考驗。

而作為數位原生的純網銀,由於本來就不需要實體分行與紙本作業,與消費者的接觸都在網路上進行,因此如何在一開始就運用數位思維控管資料、確保資安,是將來銀行與一般銀行最大的差異之一。

「我們設計每一個系統的時候,資安永遠放在最前面。」

周旺暾表示,正因為資安是將來銀行所有系統設計的根本,所以必須從細節處就著手建立嚴密的資安防護網;其中包括文件加密、駭客預警、裝置安全等機制。將來銀行選擇微軟作為提供相應服務與技術的夥伴,協助內部系統的資安佈建更加完善,讓風險降到最低。

  • 保護機密文件,控管資料流向-Microsoft Azure資料保護加密
image2
Photo Credit:TNL Brand Studio
Microsoft Azure資料保護加密,保護企業機密文件不外洩。

此外,周旺暾也分享道,「其實在全數位技術的環境中,資料管控更容易,因為從後台就可以掌握資料的流向。」

消費者提供個人資料時,資訊會直接進入將來銀行的資料庫,不經人手,不僅讓資料保密更加嚴謹,再輔以Microsoft Azure資料保護加密功能,讓文件一旦離開將來銀行管制範疇就無法開啟,百分百降低機密檔案外流的風險。

  • 第一時間封鎖駭客-Microsoft Defender進階威脅防護、智慧預警

為了讓守護資安的任務不間斷,將來銀行也設立了24小時資安中心,運用Microsoft Defender進階威脅防護的AI技術識別,能偵測、調查身分識別盜用與駭客攻擊等惡意動作,並透過機器學習在第一時間自動預警潛在風險,減少資安人員的負擔,即時保護銀行數據和消費者資料。

此外,將來銀行的系統與系統之間採取橫向式隔離設計,如此一來,即便某一個系統遭到攻擊,也不會擴散影響到其他系統。「這就像航空母艦的船艙破了一個洞,為了繼續往前作戰,它會立刻將周邊閘門全部封死。所以,設立仿船艙的隔離機制是資安防禦第一步,再搭配預警系統,資安的偵測與防護會更完備。」

  • 管理裝置安全防入侵-Microsoft Azure多因素驗證、Microsoft 365
image5
Photo Credit:TNL Brand Studio
Microsoft Azure多因素驗證,確保使用者登入權限。

除了預防外部的駭客入侵,內部的安全性認證也是資安防禦的基本措施;為了確認進入系統的使用者皆是有權限的內部人員,除了輸入帳號密碼,勢必還得搭配其他認證方式。微軟MFA多因素驗證(Multi-Factor Authentication)擁有多重身份驗證的技術,可以幫助內部重要機密文件不輕易外洩,資安防護層級再加乘。

再者,硬體裝置的安全性認證也是很重要的一環,以往不同裝置之間,多半需要不同作業系統整合管控,無形中增加了內部資安管控的挑戰性。而將來銀行對應的解決之道,便是採用Microsoft 365的一站管理桌上型電腦、筆電、手機等跨裝置、跨作業系統的資源,讓企業內部IT維運輕鬆做到全面部屬管理。

  • 遠端協作資安防護不打折-Microsoft Teams、Surface
image5
Photo Credit:TNL Brand Studio
Microsoft Teams加速遠端協作,溝通更有效率。

純網銀具備「24小時服務不間斷,且具備不受地理限制」的服務性質,所以必須降低讓天災或其他不可抗力的因素影響工作進程的可能性,同時也必須建立好員工之間彈性、順暢的溝通管道,以利公司正常營運。有鑑於此,將來銀行在設計資訊系統時,一開始就將遠端工作需求納入考量條件,導入微軟Teams遠端協作工具,讓內部溝通討論更加快速、有效率。

此外,為確保軟體與硬體間可在資料安全的環境下進行完善的對接與搭配,透過微軟 Surface 裝置與 Microsoft 365 的整合,提供端到端(end-to-end)一站式的完整資料保護,更得以在不損害效能的前提下,對所有硬碟進行加密,不僅讓資安防禦的規格更加完備,純網銀的「即時服務」以及「資安防護」兩者要素也能同時兼備。

將來銀行期許成為金融科技典範,造就銀行的將來

現況下的政府法規與產業氛圍,其實都已敞開雙手擁抱FinTech、Open Banking、5G等新科技應用。「將來銀行期望透過數據的力量,去理解並滿足消費者。而數據的來源除了是客戶在銀行內的交易資訊之外,其實也包含在合作夥伴那裡所留下來的足跡。」周旺暾說的是,Open Banking不只是技術上的一個規範,更是純網銀文化的體現 。

「有了微軟的協助,將來銀行得以在金融創新之際,提供更安全的環境給消費者。而我相信這就是開放銀行的本質。」

在完備的資安架構下,以成為金融科技典範為目標,將來銀行如何擘劃出銀行的將來,並滿足消費者每一個金融服務需求,令人拭目以待。

若想了解更多金融創新解決方案,現在就下載《匯數位力量,創金融新紀元》解決方案手冊!





October 15, 2020 at 06:55AM
https://ift.tt/2FtVtEO

2020諾貝爾化學獎的愛恨情仇:CRISPR首個技術專有者張鋒沒獲獎,又是一次爭議評選嗎? - The News Lens 關鍵評論網

https://ift.tt/3fDinGc


Bagikan Berita Ini

0 Response to "2020諾貝爾化學獎的愛恨情仇:CRISPR首個技術專有者張鋒沒獲獎,又是一次爭議評選嗎? - The News Lens 關鍵評論網"

Post a Comment

Powered by Blogger.