“哈佛女乐手”拿下诺奖:不会玩摇滚的体育特长生,不是好化学家

即将56岁的卡罗琳·贝尔托西(Carolyn R. Bertozzi)成为了诺贝尔百年历史上,第八位获得化学奖的女科学家。
重金属摇滚乐队曾经的键盘手,居然获得了诺贝尔化学奖,如此传奇,让卡罗琳·贝尔托西成为时下爆火的诺奖得主。
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卡罗琳·贝尔托西   图片来源:诺奖官网
采访中卡罗琳无比激动:“没错,我们只有8位,人数很少,但我坚信,这肯定是一条正确的道路。”
“有机化学好难,我好喜欢!”
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1966年,卡罗琳生于学术之家,三姐妹中排行老二。
那个时代,许多人依然对“女性读书无用论”坚信不疑,然而卡罗琳受到的教育却完全相反。
老爸是麻省理工物理学家,科研繁重,只能天天带三姐妹逛麻省理工图书馆。
虽然亲爹是物理学教授,然而三个女孩对此并不感兴趣。姐姐爱上数学,妹妹迷上心理学,夹在中间的卡罗琳,显得有些与众不同。
老天爷先是点满了她的体育技能,高中时期,踢足球踢成了当地明星,并靠着自己的体育天赋进入了哈佛。
与此同时,卡罗琳还多次在作曲和音乐方面获奖,一开始卡罗琳一心想进入音乐系。然而在老爹的极力阻止下:“你看你那学音乐的表哥,穷得叮当响,最后还不是得去银行打工交房租”,卡罗琳不得不在妥协后选择了医学。
大学期间,卡罗琳的”摇滚细胞“依然蠢蠢欲动,拉了几个好友一起搞重金属摇滚,名字就叫Bored of Education(厌学),听起来有些中二,然而这支乐队却风靡整个学校,经常被请去各种地方演出,靠着演出费挣回了学费,还赢得了1986年常春藤联盟的乐队之战。
大一下学期,在一节有机化学课上,卡罗琳对有机化学一见钟情,“它好难,我好喜欢”!
此后卡罗琳回归科研,长时间泡在图书馆里。
在卡罗琳获得诺贝尔化学奖的时候,昔日”厌学乐队”的队友、著名音乐家Tom Morello突然发了一条庆祝推特:“祝贺我的前队友获得诺贝尔奖!”
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Tom Morello曾给电影《环太平洋》配乐,并为《黑客帝国》写主题曲,被滚石杂志排名“100位最伟大吉他手”中第40位。
这也是人们第一次将滚圈大佬与诺贝尔化学奖得主联系在一起。
科研之路,成功稍纵即逝
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1993年,卡罗琳读博,那个年代的女博士,开玩笑地说“比珍稀动物还罕见”,团队一开始合成聚糖类似物,研究细胞-病毒等相互作用。
然而第三年,导师Mark Bednarski查出结肠癌,并就此离开实验室。
“干到一半,老板跑了”。
Mark留下了科研资金,“胆大包天”的卡罗琳和实验室伙伴就在无导师情况下,一边继续研究,一边管理实验室,一边投科研论文,还要打电话和编辑扯皮。
与此同时,卡罗琳的博导Mark在查出结肠癌后,也是一路开挂。
先是以医学生身份考入斯坦福,研发可以选择性杀死癌细胞的纳米粒子,后来又成为放射学助理教授,并用科研与顽强的意志力与癌症缠斗14年,去世时年仅47岁(也就是说,在成为卡罗琳博导时,Mark才33岁)。
1997年,卡罗琳在读博期间发表了六篇第一作者的文章,顺利毕业并申请到了博士后奖学金。
1996年,她成为了伯克利的助理教授,3年后成为副教授,再3年后成为了教授;她是麦克阿瑟“天才奖”最年轻的获奖者,又是美国国家科学院院士。
点击化学是夏普莱斯在2001年提出的,在有机化学中,想要合成一个理想分子,需要极为复杂的有机化学合成路线,而点击化学通过小单元的拼接,能够快速可靠地完成化学合成。
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2001年夏普莱斯领取诺贝尔奖 图片来源:诺奖官网
简单来说,就是像搭乐高一样,搞定一个想要的分子。在此基础上,卡罗琳提出了生物正交反应(指能在生物系统中发生,却不干扰正常生物学进程的化学反应,正交可以理解为“无影响”),让点击化学的过程在活的有机体中发挥作用,而不会破坏有机体本身。
今年三个获奖者都对这一领域有很大贡献,奠定了领域基础,卡罗琳正是其中之一。
近年来,生物正交反应已成为化学生物学这一新兴交叉领域的核心方向,在医药研究领域成为了热门话题,甚至可能是未来药物学、生命科学的基石。
对于很多癌症患者来说,他们并不关注治疗手段的创新,更多关注这些创新何时能落地,对于自身疾病的治疗有哪些帮助。
而点击化学就是这样一种能够落地、临床应用广泛的创新成果:开发疗效更好的药物;帮助开发更实用的生物医用材料;提高疾病治疗的效率,使得疾病诊疗过程更加无痛、高效等等。
快、准、稳,几乎没有副产物,就是点击化学的特色。
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“咔哒一下”,合成出新的分子
图片来源:chem-station
根据点击化学技术开发出的种种工具,目前正在进入临床试验,由于癌症治疗过程中的副作用往往并不可控,也无可避免,这也凸显出生物正交化学技术的可贵。这对肿瘤、心血管疾病、免疫疾病等等的治疗都有重大意义。
比如癌细胞的标记过程中,一般标记癌细胞使用的荧光蛋白标记法,作为标记物的蛋白质往往很笨重,往往容易影响被标记的那些生物分子,而影响跟踪结果。
相较之下,生物正交化学合成的小分子,就是绝佳的标记物,且不会影响体内正常细胞。
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三种点击化学反应的特点  图片来源: 参考文献 4
此外,点击化学在生物医学研究中的应用还包括:荧光成像、靶向药物递送、ADC与PROTAC以及诊断分析等。
总结
卡罗琳极少讲起科研之苦,随着一篇篇论文的面试,她也名声鹊起,从1980年代公开出柜,参加女性运动,和同性恋人共同抚养三个孩子,到不断转换研究轨道,终于找到真正兴趣所在,卡罗琳的每一步都走得格外坚定且随心。
据诺贝尔奖官网的统计,在1901年-1920年的20年间,只有4位女性获得过诺贝尔奖。而在2001年-2020年,获得过诺贝尔奖的女性数量已增至了28人,是100年前的7倍。
“长期以来,在男性主导的社会中,女性的才华被忽略,一半的人类智慧浪费了。今天急需要将女性的智慧与力量纳入,共同应对疫情、粮食问题、气候危机等人类面对的共同挑战,一起让世界更美好。”
世界顶尖科学家协会副主席、2013年诺贝尔化学奖迈克尔·莱维特曾这样说。
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策划:雯山  /  审核校对:chem、拂兰
撰写编辑:雯山 /  封面图来源:网络