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諾貝爾獎開獎在即,今年這5位華裔大咖有高几率拿獎

還有幾天,就是2016年度諾貝爾獎開獎的日子了。本屆諾貝爾也是近些年來華裔候選人扎堆出現最多的一次,其中有不少被西方媒體、智庫或著名博彩公司認定具有極大可能將會獲獎。


小編整理了今年可能會獲獎的眾多華裔候選人,從中選出了5個高几率得獎人,按從高到低的順序排列如下,讓我們從最有可能得獎的看起:


張峰

他向細菌借來「剪切」基因之刀


有極高的幾率獲得化學獎

諾貝爾獎開獎在即,今年這5位華裔大咖有高几率拿獎


麻省理工學院工學院生物醫學工程學的張鋒(Feng Zhang)教授是近兩年大熱的CRISPR-Cas9技術先驅之一。2013年,這位80後的年輕華人科學家開發出了可用來編輯DNA、敲除指定基因的CRISPR-Cas9系統,自此之後一直致力於推動這一技術走向完美。


CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)是生命進化歷史上,細菌和病毒進行長期鬥爭所產生的一種免疫武器。


簡單說起來就是病毒能把自己的基因整合到細菌,利用細菌的細胞工具為自己的基因複製繁殖服務,而細菌為了將病毒的外來入侵基因清除,因此而進化出了CRISPR系統,利用這個系統,細菌可以不動聲色地把病毒基因從自己的染色體上切除,CRISPR——這就是細菌特有的免疫系統。


微生物學家很多年前就掌握了細菌這種切除外來病毒DNA的免疫功能,並將其轉化成了一種方便的「對抗病毒感染並切割DNA」的工具。其中比較典型的模式是依靠某一個細菌產生的酶複合物,該複合物能在一段RNA指導下,定向尋找目標DNA序列,然後將該序列進行切除。


許多細菌的這種免疫複合物都相對複雜,其中科學家掌握了對一種蛋白Cas9的操作技術,並先後對多種目標細胞DNA進行切除。這種技術被稱為CRISPR-Cas9基因編輯系統,並迅速成為生命科學最熱門的技術。

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CRISPR-Cas9基因敲除原理


研究人員優先選擇改造了來自化膿鏈球菌的Cas9酶(SpCas9)來改變高等生物的DNA,並已成為一系列高度通用的基因組修飾技術的基礎。


要想擾亂成體動物中的基因,必須要利用一些載體將CRISPR-Cas9系統的關鍵元件導入到細胞中,腺相關病毒(AAV)被視為是最有前景的候選載體之一。然而,AAV微小的負載能力使得同時包裝SpCas9酶和其他基因編輯必需的元件進入到單個病毒顆粒中成為一個挑戰。

張鋒極其實驗室的新研究工作介紹了一種來自金黃色葡萄球菌的Cas9核酸酶(SaCas9),它比SpCas9小25%,從而為AAV的包裝問題提供了一個更佳的解決方案,並已經將其成功應用在老鼠和人類細胞中的基因編輯中。


而張鋒本人,也因為這項重大的發現而在2016年9月21日獲得分析公司湯森路透頒布的引文桂冠獎,除了這一獎項,張教授還在今年獲得了素有「小諾貝爾獎」之稱的加拿大蓋爾德納獎,以及台灣「中央研究院」評選的「唐獎」。也因此,有著「基因黑客」之稱的張教授在去年就被評為了爭奪諾貝爾獎的頂級種子選手。


盧煜明


他在孕婦體內發現男性DNA可留存數十年

有相當高的幾率獲得化學獎

諾貝爾獎開獎在即,今年這5位華裔大咖有高几率拿獎



與上文的張鋒教授一樣,9月21日,湯森路透為第二位華裔科學家頒布了2016年度的引文桂冠獎,預測香港中文大學李嘉誠健康科學研究所醫學及化學病理學教授盧煜明可能獲得2016年諾貝爾化學獎。


盧煜明教授最重大的研究成果是1997年發表於國際著名醫學期刊《柳葉刀》(Lancet)上的《孕婦血漿與血清中存在胎兒DNA》(Presence of fetal DNA in maternal plasma and serum)。


簡單說起來就是:盧煜明教授在孕婦的血液中發現了男性DNA。由於母親作為女性本身不可能有男性DNA,因此孕婦血液中的男性DNA只可能是來自胎兒。盧煜明也因為這個發現,成為了2011年當選的英國皇家學會院士。

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而跟進的研究則發現事實遠比想像中的嚴重,科學家們發現,在懷孕期間,母親與子宮內的那個「小客人」之間有著超乎人們想像的互動關係。儘管母親與胎兒的血液循環遵循的是兩條線路,但是在這一過程中,母親體內的細胞能夠穿越屏障進入胎兒體內,而胎兒體內的細胞同樣可以進入母體。有90%的懷孕婦女體內都存有從胎兒體內獲得的細胞,其中一半以上的母親在分娩後數十年內一直攜帶這些細胞。


這是一個非常重要的發現,因為在此以前,醫生要檢測胎兒的遺傳物質,必須得通過羊水穿刺或者絨毛穿刺的方法,而這兩種方法都是創傷性的方法,孕婦有流產的風險,感染的風險,胎兒有因為穿刺致畸和致殘的風險,而這一發現之後,理論上可以通過檢測游離在母體外周血的胎兒DNA來檢測胎兒的遺傳物質,從而實現無創零風險的遺傳檢測,開啟了無創產檢 (NIPT,Non-Invasive Prenatal Testing)的先河。


自發表以來,這篇文章已經被引用2167次。而盧教授在接受採訪的時候也表示,投身科學研究必須要對其從事的領域具備持久的興趣,團隊的力量更是助其取得相關科研成果的關鍵,也希望未來自己可以在生命科學領域有更多的創新成果造福於社會。


王中林


他發明以震動驅動的「納米發電機」


有很高的幾率獲得物理獎

諾貝爾獎開獎在即,今年這5位華裔大咖有高几率拿獎



美國喬治亞理工學院終身教授、華人科學家王中林能夠獲得去年的引文桂冠獎,並一直被認為是諾貝爾獎得主的大熱門,是由於其在一維氧化物納米結構,尤其是ZnO納米帶和納米線的製備、表徵和基本物理性能理解等方面做出的原創性重大貢獻。


他還開創了ZnO納米材料在能源、電子、光電子以及生物等領域的全新應用。


王中林發明了納米發電機,研製出世界上首個自供電納米系統,構建了一種全新的、完全由環境能源支持的微納電子器件工作模式,並提出了相關的技術標準和技術發展路線圖。


2005年的一天,王中林與一位博士生用當時最高級的手段測試納米材料的壓電係數。學生做了一夏天,得到的結果卻和王中林期待的不太一樣。


王中林後來和別人提到了當時的困惑,是方法錯了,假設錯了,還是計算錯了?他首先想到的是假設出了問題,和學生一起研究,重新計算,最後發現了一個全新的方向:利用納米材料發電。


一年後,王中林就發明了納米發電機,在此基礎上,又發明了能連續不斷地輸出直流電的納米發電機的雛形,為技術轉化和應用邁出了關鍵一步。


這種「納米發電機」能將微小震動產生的機械能轉變為電能,為感測器、探測器等供能,應用於將肢體運動轉換為能量的可穿戴服裝設備。

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摩擦納米發電機


這是一項什麼樣的科學成果?


通俗地說,這是一種自驅動的納米發電機,可以將微小的機械能轉化為電能。植入皮下,可以利用肌肉活動來供電,不需要更換電池,就可以檢測血脂、血糖和心臟活動,放在水裡可以監測水質和環境。


王中林曾舉例,如果把納米發電機裝在地毯或地板下面,老人每走一步,它就會產生一個電信號,如果老人摔倒了,可以遠程通知家人馬上知道。


2011年,王中林還首次提出利用壓電電勢調控電(光)子傳輸過程的壓電(光)電子學效應,並由此開創了壓電電子學和壓電光電子學研究的先河,對納米機器人、人-機界面、納米感測器、醫學診斷及光伏技術的發展具有里程碑意義。


張首晟


他發現了謝耳朵津津樂道的「拓撲絕緣體」


有一定幾率獲得物理獎

諾貝爾獎開獎在即,今年這5位華裔大咖有高几率拿獎



美劇《生活大爆炸》的粉絲們或許還記得謝耳朵代課那一幕,他帶著一貫驕傲的神情問台下的同學:「誰知道什麼是拓撲絕緣體?」在謝耳朵看來,拓撲絕緣體是理論物理學最精深的課題之一。而這一理論的提出者,正是斯坦福大學的華裔科學家張首晟教授。


而這位著名理論物理學家此前已經因為預測了「量子自旋霍爾效應」而聲名鵲起,並被認為是近些年諾貝爾獎的熱門競爭者。

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美劇《生活大爆炸》中的片段


那麼,所謂「量子自旋霍爾效應」是什麼意思呢?


上世紀60年代,英特爾公司創始人之一戈登·摩爾提出:集成電路上可容納的晶體管數目約每隔18個月便會增加一倍,而性能也將提升一倍。近半個世紀以來,這一定律見證了人類信息技術前進的步伐。但是,隨著晶體管越小越密集,發熱問題也就越突出,晶體管電路已逐漸接近性能極限。業界普遍認為,摩爾定律的有效期只能再延續10年左右。


張首晟領導的研究團隊於2006年提出了「量子自旋霍爾效應」,將其基於晶元業未來提出的新構想——通過控制電子的自旋運動來降低能耗——在理論上完成了預言。


2007年,這一理論預言被德國維爾茨堡大學實驗小組通過實驗證實。同年,張首晟領導的研究團隊提出的「量子自旋霍爾效應」被《科學》雜誌評為2007年「全球十大重要科學突破」之一。

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量子自旋霍爾效應


張首晟形象地介紹,電子是電流的載體,它除了負有電荷以外還具有一種自旋性質,就如同地球繞著太陽轉,而地球本身也在自轉一樣。


在運動過程中,電子從一端走到另一端,就如同要走過一個雜亂無章的迪斯科舞場,電子無規則地跳舞,不可避免地會發生碰撞,碰撞就會耗散熱量。而「量子自旋霍爾效應」找到了一個新的規律,即電子自轉方向與電流方向之間的規律。


利用這個規律可以使電子以新的姿勢非常有序地舞蹈,從而使能量耗散很低。張首晟說:「利用『量子自旋霍爾效應』,有可能研製出新一代的電腦,延長摩爾定律的生命。」


在「量子自旋霍爾效應」下,晶元中的電子能夠像高速公路上的汽車一樣正反方向地分開運動,各行其道,互不干擾。這一理論預言近年來被越來越多的實驗證實,科學家發現在很多不同的材料中都能實現「量子自旋霍爾效應」。


2008年,張首晟與中國科學院物理所方忠研究小組合作發現了一種三維新材料。2009年底,張首晟與清華大學物理系薛其坤院士領導的研究小組開展理論與實驗上的緊密合作,2009年底成功地製備出高質量的薄膜材料,其世界領先地位得到國際公認。

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拓撲絕緣體


除了「量子自旋霍爾效應」,「拓撲絕緣體」也是張首晟的重大研究發現。


按照導電性質的不同,材料可分為「導體」和「絕緣體」兩大類;而更進一步,根據電子態的拓撲性質的不同,「絕緣體」和「導體」還可以進行更細緻的劃分。拓撲絕緣體就是根據這樣的新標準而劃分的區別於其他普通絕緣體的一類絕緣體。


拓撲絕緣體的體內與人們通常認識的絕緣體一樣,是絕緣的,但是在它的邊界或表面總是存在導電的邊緣態,這是它有別於普通絕緣體的最獨特的性質。這樣的導電邊緣態在保證一定對稱性(比如時間反演對稱性)的前提下是穩定存在的,而且不同自旋的導電電子的運動方向是相反的,所以信息的傳遞可以通過電子的自旋,而不像傳統材料通過電荷來傳遞。


這些重要特徵使得拓撲絕緣體可以用於量子計算,將有可能在未來的電子技術發展中獲得重要的應用,有著巨大的應用潛力。


總之,因為這兩項發現,張首晟在2010年拿到了歐洲物理學會頒發的歐洲物理獎,2012年拿到了美國物理學會頒發的凝聚態物理最高獎奧利弗巴克利獎和狄拉克獎,今年又拿到了美國的富蘭克林獎。


按照規律,量子霍爾效應和分數量子霍爾效應都已經獲得了諾貝爾獎,那麼量子自旋霍爾效應會不會延續這個神話呢?


閻連科


探求「不存在」的真實的荒誕現實主義大師


有一定幾率獲得文學獎

諾貝爾獎開獎在即,今年這5位華裔大咖有高几率拿獎



因押中中國作家莫言而名聲大震的著名博彩公司Ladbrokes和unibet,近日公布了2016諾貝爾文學獎賠率。值得注意的是,從截至9月14日的賠率數據看,中國作家閻連科也入圍了Ladbrokes榜單,列第39位。


閻連科在去年首次進入該榜,今年排位迅速上升,這可能和近些年他的作品在海外的翻譯和獲獎有關。他的《四書》《炸裂志》《受活》等作品近些年在西方翻譯出版廣受好評,不僅獲得卡夫卡文學獎,還入圍了今年的布克國際獎。


閻連科,生於1958年,河南嵩縣人,被文學界普遍認為是莫言之後最有希望獲諾貝爾文學獎的中國作家之一,被譽為「荒誕現實主義大師」。1985年畢業於河南大學政教系,1991年又畢業於解放軍藝術學院文學系。1978年應徵入伍,歷任濟南軍區戰士、排長、幹事、秘書、創作員,第二炮兵電視藝術中心編劇,專業作家,文學創作一級。現任中國人民大學文學院教授。


閻連科的作品曾獲獎20餘次,包括兩次魯迅文學獎,一次老舍文學獎。2014年5月,閻連科獲得第14屆卡夫卡文學獎,該獎項是國際上一個重要的文學獎項,被視為諾貝爾文學獎的風向標,閻連科是該獎項設立以來第一個獲獎的中國作家,也是繼村上春樹之後第二位獲得該獎的亞洲面孔。


閻連科的作品以「神實主義」風格著名,這一概念是閻連科提出的一種新的文學創作概念,閻連科對此的解釋是:「在創作中摒棄固有真實生活的表面邏輯關係,去探求一種『不存在』的真實,看不見的真實,被真實掩蓋的真實。」


他的代表作品為:《日光流年》、《受活》、《丁庄夢》、《風雅頌》、《四書》等,其作品被翻譯成二十幾種文字。


來源:浙江新聞客戶端


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