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马丁·埃文斯

个人简介

马丁·约翰·埃文斯,出生于1941年1月1日,在英格兰西部格洛斯特郡。现年67岁的马丁-埃文斯曾是英国卡的夫大学哺乳动物基因教授和生物科学学院院长。因干细胞研究有成,“利用胚胎干细胞把特定基因改性引入实验鼠的原理”,2007年被授与诺贝尔生理学或医学奖。

马丁·约翰·埃文斯1963年毕业于剑桥大学,他在这之后决定研究基因对肢体发展的控制,在伦敦学院解剖与胚胎系攻读博士学位,从事基因对肢体发展的控制。埃文斯1981年在重返剑桥大学后和马特·科夫曼成功地将类似的“EC”细胞与正常的老鼠胚胎进行分离。埃文斯随后和他的学生们证实,这些后来被称之为“胚胎干细胞”的细胞可以用来从组织层细胞全面恢复老鼠的生育能力,这些细胞因此可以引发突变或者进行挑眩。

埃文斯的这些先驱性研究创造了哺乳动物基因的新路径,他一直在使用基因敲除和基因陷阱方法来进行新的发现和创造人类疾病动物模式。

研究领域

英国科学家马丁·埃文斯、美国科学家马里奥·卡佩基奥利弗·史密斯这3位获奖科学家,利用“基因靶向”技术让小鼠体内的特定基因失去活性,培养出研究价值极高的“基因敲除”小鼠。英国著名科普杂志《新科学家》网站8日推出特别报道指出,“基因靶向”技术的重要性是使任意改变小鼠基因变为现实。其为人类遗传病研究提供了药物试验的动物模型。有了这些动物模型后,人类就能更有效地找到治疗各种遗传病的新疗法,彻底攻克遗传病就为时不远了。

所谓“基因靶向”技术是指利用细胞DNA可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质,定向改造生物某一基因的技术。其实质就是通过“基因敲除”或者“基因替换”对特定的基因序列进行定点的分子生物学改造。基因敲除意味着定点的破坏一个基因或者基因组,而基因替换意味着可以定位的引入一个基因。借助这一技术,人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精密改造。有了“基因靶向”这一强大的武器,人们可以瞄准某一特定基因,使其失去活性,进而研究其特定功能。“基因靶向”技术有助于人类了解基因与疾病的关系,从而开发出更为有效的治疗手段及药物,在医学界和生理学界意义深远。

虽然“基因靶向”技术如今广受重视,但它起步比较晚,20世纪80年代初才发展起来。科学家们设想,让生物体内一部分不活跃、功能未知的基因“沉默”,以找出遗传病的罪魁祸首。这一点其实也不难理解,英国科学家埃文斯就曾用一个生动的例子形容这个过程:一个乐团正在演出,却混进了一个技艺不精的滥竽充数者。他的出现使得乐团的整体表现严重下降。最好的办法是,让“生面孔”停止演出,如果演出质量没有多大变化,那么他就不是要找的那个人。如果演出能恢复到先前的水平,那么被揪出的那个人就是问题的根源。对科学家们来说,人体就像一个乐团,致病基因的出现打乱了正常秩序,需要找到应对之策。

随着“基因靶向”技术的日渐成熟,科学家能成功地将小鼠体内的某些基因“敲除”,这就是后来的“基因敲除”小鼠。具体做法是,先通过基因重组的办法,对小鼠胚胎干细胞进行基因修饰——将胚胎干细胞中的靶向基因改掉,然后将“修饰”后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎,生成嵌合体小鼠。这种小鼠长大后,体内部分细胞内存在被修饰过的DNA片段,而一些可疑基因已经被“敲”掉了。如果“敲掉”小鼠生殖细胞里的目标基因,则出生后的小鼠体内所有的细胞都是被“修饰”过的。

1989年,科学们培育出了首只“基因敲除”小鼠,他们通过多次“敲”,在小鼠体内发现了导致莱一二氏症(又称自毁容貌综合症,属X-连锁隐性遗传)的基因。迄今为止,科学家们已培育了500多种存在不同基因变异的小鼠,总数超过一万只,这些变异小鼠对应的人类疾病包括心血管疾病、糖尿病和癌症等。

这些小鼠对医学研究的价值颇大,正如以小鼠医学研究闻名的美国杰克逊实验室主管里查德·沃伊基克所说的:“这些用于研究基因的小鼠,对我们的研究方法产生了革命性的影响,现在人们一遇到新基因,就想到了‘基因敲除’小鼠。”世界上很多大型研究机构都培育了“基因敲除”小鼠,其家族已发展到数千个品系。这说明,越来越多的病根被“敲”出来了。在众多科研人员的努力下,“基因靶向”技术也发展到了相当成熟的地步,科学家们已能让基因突变在小鼠生长的特定时间、特定细胞或器官内发生。这就好像狙击手占据绝对主动的地位,能在合适的时候对目标发起致命一击。英国科学家埃文斯发展了自己先前的研究成果,和合作者成功地将人类遗传性肺病、囊肿性纤维化基因移植到了小鼠身上。史密斯领导的研究小组让高血压、动脉疾病基因在小鼠体内得到了表达。

美国《纽约时报》分析指出,“基因靶向”技术对人类治疗遗传病起到了至关重要的作用。该报援引一位资深研究人士的话说,小鼠基因系列与人类相似度达95%,两者的器官也几乎一致,小鼠就相当于“口袋大小的袖珍人”。以人类囊肿性纤维化病为例,该病属单基因遗传病,目前仍属“不治之症”。但科学家们培育出了患囊肿性纤维化病的小鼠,为针对这一疾病治疗研究提供了动物模型。有了这种小鼠,科学家们就可以大胆试用各种新疗法,攻克该病的可能性大大增加。

科学家们在进行工程学、材料物理研究中,经常用计算机模型进行研究,与此类似,“基因敲除”小鼠成了活生生的“生物计算机”。它提供了人类遗传病研究的理想模型,在阐明人类疾病的发生机理方面发挥了至关重要的作用。有了这种“计算机”,人类就很有可能顺理成章地得到“运行结果”——有效的新疗法。

胚胎干细胞研究终于获得了世界最高科学奖的肯定,这让科学家们看到了希望。由于提取人类胚胎干细胞需要破坏早期胚胎,很多人权组织及宗教团体极力反对。美国政府也在重重压力之下减少了这一领域的科研经费,美国总统布什曾多次对干细胞法案说“不”。美国人类基因研究所的研究人员利勒·阿姆斯特朗乐观地表示:“或许布什总统不会改变决定,但未来联邦政府也许为胚胎干细胞研究设立专项基金。”

在“基因靶向”技术的帮助下,科学家可以使小鼠体内的特定基因丧失功能。此类“基因敲除”试验可以帮助人们了解基因在胚胎发育等多种现象中发挥何种作用。“基因靶向”技术为阐明人类疾病的发生机理方面发挥了至关重要的作用。

现代医学领域,用“为害甚重”来形容那些让科学家们头疼不已的遗传病再贴切不过了。这些疾病是由致病基因引起的,如先天性心脏病血友病、囊肿性纤维化等。由于基因疗法还不够成熟,一旦患上了遗传病就只能“听天由命”了。但人们一直尝试找出这些基因以“对症下药”,寻找这些基因的科学家就是不折不扣的狙击手。由于组成生命的基本体——脱氧核糖核酸(DNA)分子很小,致病基因更是深藏不露,科学家们要找到它很难,这时“基因瞄准镜”——“基因靶向”技术就派上了用场。

“基因靶向”技术,指利用DNA可与外源性DNA发生同源重组的性质,定向改造生物体的某一基因。有了这一强大武器,人们就可以瞄准某一特定基因,使其失去活性,进而研究该特定基因的功能。打个比方,使用“基因靶向”这具“高精度瞄准镜”,科学家们就能精确瞄准任何一个基因,并对它进行深入研究。

研究成果

马丁·埃文斯:“定制鼠”先驱。公布年度诺贝尔生理学或医学奖获奖者名单时,在埃文斯现任哺乳动物遗传学教授的加的夫大学,时间为2007年上午9时30分。

马丁·埃文斯埃文斯现年66岁。他1941年出生于英格兰西部格洛斯特郡,在英国接受教育并在多所英国名校从事研究工作。1981年,时任英国卡的夫大学哺乳动物基因学教授的英国科学家马丁·埃文斯,首次从老鼠胚胎中提取出胚胎干细胞(ESC),当时他还未意识到这对人类遗传病研究的重大意义。胚胎干细胞指的是在人胚胎发育早期未分化的细胞,具有细胞全能性,可以分化、发育成完整的动物个体。美国科学家马里奥·卡佩基、奥利弗·史密斯,在获悉埃文斯的研究成果后如获至宝,他们有了全新的想法——对胚胎干细胞进行基因改造,这就导致了“基因敲除”小鼠的出现。埃文斯发现,可以从实验鼠早期胚胎中直接获得染色体处于正常状态的细胞,即胚胎干细胞,继而植入到实验鼠的受精卵内,成为把特定遗传性状带给实验鼠后代的载体。他解释说,他所取得的成果,“基本上是为了解人类基因组创造条件”。卡佩基和史密斯的“同源重组”技术与埃文斯的胚胎干细胞提取技术结合,共同构成了“基因靶向”技术的基础。“基因靶向”技术的运用结果,是1989年首次出现“(基因)敲除实验鼠”,即“敲除”特定功能基因后再植入致病基因的实验鼠。

在埃文斯曾经就读和从事研究的剑桥大学,临床生物化学系主任斯蒂芬·奥拉伊利评价说:“实验鼠基因靶向技术的开发对于医学研究有着深刻影响……我们对特定基因在整个生物机理中的作用能有更多了解,对预测药物治疗疾病的效果也有更大能力。”

英国科学家马丁·埃文斯美国科学家马里奥·卡佩基、奥利弗·史密斯的最大贡献在于,他们创造了一套完整的“基因敲除小鼠”的方式,把任意改变小鼠基因变为现实,不仅可以研究单个基因在动物体内的功能,而且为人类攻克某些遗传因素引发的疾病,提供了药物试验的动物模型。所谓“基因敲除小鼠”,就是先在小鼠的胚胎干细胞上通过基因重组的办法进行基因修饰──就是将胚胎干细胞中的靶向基因改掉,然后将“修饰”后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎,生成嵌合体小鼠。这种嵌合体小鼠长大后,体内同时存在被“修饰”过的基因和未被“修饰”的基因。如果某些小鼠的生殖细胞恰巧被“修饰”过了,则它们就会生出基因完全被“修饰”过的小鼠。

这种方法本身就是生物医学领域里一项极具开创性的方法,同时,由于人类基因与小鼠基因有90%以上的相似性,因此它在理论上具备了用于心脏病糖尿病等人类遗传因素引发的疾病研究的可能。

2007年10月8日早晨,诺贝尔奖评审委员会向07年诺贝尔生理学或医学奖的3位得主分别通报了获奖消息。随着2007年度诺贝尔生物、医学奖的公布,各地也都发表相关的评论和祝贺。

诺贝尔奖评审委员会发布公报说,三位科学家“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面有着一系列突破性发现”,为“基因靶向”技术的发展奠定了基础。

诺贝尔生理学或医学奖评委比约恩说:“三位科学家的突破性成果在医学界和生理学界有着非常重要的意义。通过了解基因与疾病的关系,人类可以开发出更为有效的治疗手段及药物。”

英国首相布朗和各界人士纷纷向埃文斯表示祝贺。布朗在贺电中说:“这是马丁值得骄傲的一天,是加的夫大学值得骄傲的一天,是国家值得骄傲的一天。”布朗希望年轻科学家以马丁·埃文斯为榜样,并希望英国在未来岁月里能培养出更多的诺贝尔奖得主。

英国皇家学会会长里斯说:“这是对马丁胚胎干细胞研究成果的恰如其分的赞誉。他是哺乳动物基因学领域的世界先驱,他的研究无疑提高了人们对人类疾病的认识程度。”

埃文斯在任职的加的夫大学发表声明说:“英国科学界被授予这样的荣誉,我非常高兴。这是一件令人兴奋的事,是科学界的最高荣誉。儿时梦想成真了。”

而埃文斯说,这个荣誉不只是他一人的,同样属于与他分享奖项的两位美国科学家以及整个科学界。埃文斯说,这是自己“职业生涯的最高荣誉”。知道获奖消息后,他打算改变周一的原定计划,好好庆祝一下,他原计划周一为女儿打扫房间。

诺贝尔奖是根据A-B-诺贝尔的遗嘱所设基金提供的奖项(1969年起由5个奖项增加到6个),每年由4个机构(瑞典3个,挪威1个)颁发。1901年12月10日即诺贝尔逝世5周年时首次颁发。诺贝尔在其遗瞩中规定,该奖应每年授予在物理学化学生理学医学文学与和平领域内“在前一年中对人类作出最大贡献的人”,瑞典银行在1968年增设一项经济科学奖,1969年第一次颁奖。

诺贝尔在其遗嘱中所提及的颁奖机构是:位于斯德哥尔摩的瑞典皇家科学院(物理学奖和化学奖)、皇家卡罗林外科医学研究院(生理学或医学奖)和瑞典文学院(文学奖),以及位于奥斯陆、由挪威议会任命的诺贝尔奖评定委员会(和平奖),瑞典科学院还监督经济学的颁奖事宜。为实行遗嘱的条款而设立的诺贝尔基金会,是基金的合法所有人和实际的管理者,并为颁奖机构的联合管理机构,但不参与奖的审议或决定,其审议完全由上述4个机构负责。每项奖包括一枚金质奖章、一张奖状和一笔奖金;奖金数字视基金会的收入而定。经济学奖的授予方式和货币价值与此相同。

评选获奖人的工作是在颁奖的上一年的初秋开始的,先由发奖单位给那些有能力按照诺贝尔奖章程提出候选人的机构发出请柬。评选的基础是专业能力和国际名望;自己提名者无入选资格。候选人的提名必须在决定奖项那一年的2月1日前以书面通知有关的委员会。

从每年2月1日起,6个诺贝尔奖评定委员会,每个委员会负责一个奖项,根据提名开始评选工作。必要时委员会可邀请任何国家的有关专家参与评选,在9-10月初这段时间内,委员会将推荐书提交有关颁奖机构;只是在少有的情况下,才把问题搁置起来,颁奖单位必须在11月15日以前作出最后决定。委员会的推荐,通常是要遵循的。但不是一成不变的。各个阶段的评议和表决都是秘密进行的。奖只发给个人,但和平奖例外,也可以授予机构。候选人只能在生前被提名,但正式评出的奖,却可在死后授予,如D-哈马舍尔德的1961年和平奖和E-A-卡尔弗尔特的1931年文学奖。奖一经评定,即不能因有反对意见而予以推翻。对于某一候选人的官方支持,无论是外交上的或政治上的,均与评奖无关,因为该颁奖机构是与国家无关的。该组织颁发一笔奖金,或者完全发给一个人,或者最多在两种成果之间平分,或者由两个或更多人(实际上从未多于三人)联合分享,有时一笔奖金要保留到下一年度颁发;如果下一年仍不颁发奖金,则退回基金会,当出现奖金既不颁发,也不保留的情况时,也要退回基金会。这样,在同一学术领域内,一年中能有两笔奖金,即上年留下来的奖金和本年的奖金。如果在规定日期以前获奖者拒受或未能领取奖金时,则奖金退回基金会。曾有过拒受奖金及政府禁止本国人领取诺贝尔奖的情况,然而获奖人仍被列入诺贝尔奖获得者名单中,注明“拒受奖金”字样,不接受奖的动机可能互不相同,但真正的理由大都是外界的压力;例如,希特勒于1937年颁布的法令,禁止德国人领取诺贝尔奖,因为他认为1935年颁发给C-奥西埃茨基的和平奖是一种侮辱。不论何种原因过期不领,己拒受者在说明其情况并提出申请时,可领取诺贝尔金质奖章和奖状,但不能领取奖金,该奖金己退回基金会。

如果没有人能符合诺贝尔遗嘱中所要求的那些条件或世界局势有碍于收集评选资料时(如第一次世界大战期间和第二次世界大战期间),则将奖保留或停止颁奖。该奖对所有的人开放,不论其国籍种族宗教信仰意识形态如何。同一获奖者可以多次获奖而不受限制。物理学、化学、生理学或医学、文学以及经济学的颁奖仪式在斯德哥尔摩举行,而和平奖的颁奖仪式则在奥斯陆举行,时间为12月10日,即诺贝尔逝世周年纪念日。获奖者通常亲自去受奖。

支配奖项的总则已载于诺贝尔的遗嘱中。1900年,由遗嘱执行人、颁奖单位的代表及诺贝尔家族共同就解释和执行遗嘱的补充规定达成协议,并由瑞典国王在枢密会议上予以批准。这些规章大体上保持不变,仅在实际应用上有些修改;评议经济学奖的基础是科学的,即数学的或统计学的,而不是政治的或社会的。最早两名经济学奖获得者经济学家弗里希丁伯根,因他们在计量经济学方面的工作,即利用数学式进行的经济活动分析而被授予该奖。

2007年诺贝尔各奖项得主

生理学或医学奖:美国科学家马里奥-卡佩奇和奥利弗-史密西斯、英国科学家马丁-埃文斯

物理学奖:法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔

化学奖:德国科学家格哈德?埃特尔

文学奖:英国作家多丽丝·莱辛

和平奖:美国前副总统戈尔联合国政府间气候变化专家小组(IPCC)

经济学奖:明尼苏达大学赫维茨芝加哥大学罗杰·B.迈尔森美国普林斯顿高等研究中心马斯金

历年诺贝尔生理学或医学奖得主

2006年,美国科学家安德鲁?法尔克雷格?梅洛。他们发现了RNA(核糖核酸)干扰机制。RNA干扰已被广泛用作研究基因功能的一种手段,并有望在未来帮助科学家开发出治疗疾病的新疗法。

2005年,澳大利亚科学家巴里?马歇尔罗宾?沃伦。他们发现了导致人类罹患胃炎胃溃疡十二指肠溃疡的罪魁—幽门螺杆菌,革命性地改变了世人对这些疾病的认识。

2004年,美国科学家理查德?阿克塞尔琳达?巴克。他们在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中做出贡献,揭示了人类嗅觉系统的奥秘。

2003年,美国科学家保罗?劳特布尔和英国科学家彼得?曼斯菲尔德。他们在核磁共振成像技术上获得关键性发现,这些发现最终导致核磁共振成像仪的出现。

2002年,英国科学家悉尼?布雷内约翰?苏尔斯顿和美国科学家罗伯特?霍维茨。他们为研究器官发育和程序性细胞死亡过程中的基因调节作用做出了重大贡献。

2001年,美国科学家利兰?哈特韦尔、英国科学家保罗?纳斯蒂莫西?亨特。他们发现了导致细胞分裂的关键性调节机制,这一发现为研究治疗癌症的新方法开辟了途径。

2000年,瑞典科学家阿尔维德?卡尔松、美国科学家保罗?格林加德埃里克?坎德尔。他们在研究脑细胞间信号的相互传递方面获得了重要发现。

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