埃马纽埃尔·卡彭蒂耶:不断前行的科学家
十一二岁时,她就告诉母亲她要去巴斯德研究所工作。她做到了。然后她离开了,并不断地离开:在五个国家的九个城市经历了十三家机构,她的职业生涯建立在刻意拒绝在任何舒适之地定居的基础上。她说,让她获得诺贝尔化学奖的洞察力,是在往返于维也纳和瑞典北部一个实验室的通勤途中产生的。
巴黎童年与一个承诺
埃马纽埃尔·玛丽·卡彭蒂耶于1968年12月11日出生在巴黎南部的瑞维西-叙尔-奥尔日。母亲从事精神病学工作,父亲是城市绿地规划师,她还有一个姐姐。她的祖父原名西纳尼安,在大屠杀中逃离亚美尼亚并定居马赛。她将自己身上那种定义了她性格的不安归功于一位传教士姨妈的预言。
除了学业,她还认真学习了多年钢琴、芭蕾和现代舞,并且从未将其视为无关紧要的事。“艺术对我的科学事业产生了重大影响,”她说。“你需要严谨,但你也需要能够让自己释放。”这是对她后来工作所要求的那种结合的精准描述。
巴斯德与漫长的美国之旅
她在巴黎皮埃尔和玛丽·居里大学学习生物化学、微生物学和遗传学,随后兑现了童年的承诺,于1992年至1995年间在巴斯德研究所师从帕特里斯·库尔瓦兰获得博士学位,研究李斯特菌的抗生素耐药性。她在居里大学任教,并以博士后研究员的身份留在了巴斯德研究所。
1996年她前往美国并停留了六年,先是在纽约洛克菲勒大学跟随伊莱恩·图奥曼恩研究肺炎链球菌,随后在纽约大学医学中心担任助理研究科学家,之后又在孟菲斯的圣裘德儿童研究医院和斯基尔博尔研究所工作。细菌病原体,特别是细菌调节自身毒力的方式,成了她的研究课题。
维也纳,然后是瑞典北部
2002年她回到欧洲,在维也纳大学领导自己的实验室,后来在那里晋升为马克斯·F·佩鲁茨实验室的副教授。2004年,她发现了一种小型调节RNA分子,可控制化脓性链球菌中毒力因子的制造,这种细菌是导致链球菌性咽喉炎的元凶,在激进形式下会导致食肉性疾病。这是随后一切的开端:她当时已经在考虑将小型非编码RNA作为细菌行为的控制系统。
然后,大约在2008年,她做了一件让同事感到困惑的事情。她离开维也纳,前往瑞典远北部的于默奥大学,那里远离欧洲分子生物学的中心。“搬到于默奥无疑是冒险的,”她说。“但最终这是一个完全正确的决定。”这种模式贯穿了她整个职业生涯:当感到舒适时,她就会离开,其理论是,不适的地方才蕴藏着创意。
tracrRNA
CRISPR序列在细菌基因组中已被注意到,并被大致理解为一种适应性免疫系统:细菌保存病毒DNA的片段以便下次识别入侵者。但没有人弄清楚其运行机制。2011年,在《自然》杂志上发表的一篇论文中,在学生埃利扎·德尔切娃完成了大部分台式工作的情况下,卡彭蒂耶鉴定出了一种以前未知的分子,她将其命名为tracrRNA,并证明它对于将CRISPR RNA处理成成熟形式至关重要。该系统不是两个组成部分,而是三个:两个RNA分子和一个Cas9酶。
这就是完全属于她的发现,也是没有它其他一切都无法发挥作用的关键所在。
一个RNA取代两个
2011年,在波多黎各圣胡安的一次会议上,她遇到了詹妮弗·杜德纳,一位一直从另一个方向研究CRISPR的结构生物学家。他们同意合作:卡彭蒂耶在于默奥的团队负责生物学,杜德纳在伯克利的团队负责生物化学和结构,克日什托夫·希林斯基和马丁·吉内克负责实验。
卡彭蒂耶的一个激进建议,是在维也纳和于默奥之间的通勤中构思出来的,即将两个RNA融合成一个。如果crRNA和tracrRNA能结合成单一的工程化嵌合体,那么研究人员只需将序列写入该引导分子,Cas9就能在他们想要的任何地方切割。2012年发表在《科学》杂志上的联合论文证明了这一点,并将一种细菌好奇心转化为一种可编程工具。2013年,卡彭蒂耶与罗杰·诺瓦克和肖恩·福伊共同创立了CRISPR Therapeutics和ERS Genomics,以实现其商业化。
艺术家的纪律
卡彭蒂耶再次搬迁,于2013年加入不伦瑞克的亥姆霍兹感染研究中心和汉诺威医学院,并于2015年10月再次搬迁至柏林,担任马克斯·普朗克感染生物学研究所科学主任。2018年,她创立并现任马克斯·普朗克病原体科学研究所所长,还是洪堡大学的荣誉教授。她始终是一名细菌学家:她的兴趣依然在于病原体如何运作,而对她来说,CRISPR最初是一个关于细菌免疫的问题,结果证明它具有深远的影响。
为什么埃马纽埃尔被称为天才
卡彭蒂耶的特质在于对异常小事物敏锐的听觉。2004年在化脓性链球菌中发现的调节RNA和2011年对tracrRNA的发现都是同一项技能的实例:在一个大家都认为已经理解的系统中,注意到一个没人编目过的分子,并准确地判断它是核心而非偶然的。没有tracrRNA的Cas9不是一种工具,任何后续的结构生物学研究都无法找到它;这来自于一位密切关注链球菌的微生物学家。
第二个特质是对职业风险的容忍度,这种容忍在成功之前会被视为古怪。离开维也纳前往于默奥让她失去了亲近感、合作者和便利,但这正是CRISPR工作发生的地方。她以艺术而非科学的术语来定义这一点,这很不寻常,但也可能很准确:严谨加上放手的意愿。
诚实的反对意见是CRISPR-Cas9是一场拥挤的汇合。弗朗西斯科·莫伊卡确定了CRISPR序列;维尔吉尼尤斯·希克什尼斯独立得出了相关结论,并与卡彭蒂耶和杜德纳分享了卡夫利奖;张锋和乔治·丘奇在几个月内使该系统在人体细胞中发挥作用。卡彭蒂耶并非独自构建了该工具,她与杜德纳共享的诺贝尔奖是颁发给一篇共同署名的论文的。她也没有亲自追求治疗应用,而是选择继续做基础科学家。她自己的立场是,这正是重点所在:“基础研究对进步至关重要。”关于道德问题,她的表述简洁且明确:“CRISPR-Cas9可以为人类带来巨大的利益,但我们当然需要负责任地处理它。”
遗产
荣誉纷至沓来:2015年获得路易斯-让泰奖、突破奖、阿斯图里亚斯女亲王奖、恩斯特·荣格奖和格鲁伯遗传学奖;2016年获得唐奖、盖尔德纳奖、莱布尼茨奖、欧莱雅-联合国教科文组织奖、奥托·瓦尔堡奖章、沃伦·阿尔珀特奖和法国荣誉军团骑士勋章;2017年获得日本奖、功绩勋章和BBVA知识前沿奖;2018年获得卡夫利纳米科学奖和哈维奖;2020年获得沃尔夫医学奖和诺贝尔化学奖,这是科学诺贝尔奖首次授予两名女性且无其他人共享。她于2023年入选国家发明家名人堂,并于2024年当选皇家学会外籍会员,拥有九个学院的会员资格和十二个荣誉博士学位。她共同创立的CRISPR Therapeutics帮助将第一个获批的CRISPR基因疗法带给了镰状细胞病患者。她依然留在柏林,继续研究细菌。



