
北京时间10月7日傍晚,备受全球关注的诺贝尔化学奖将公布最终结果。在奖项揭晓之前,哪些研究方向最有可能受到认可,成为科学界和公众关注的话题。
根据科睿唯安9月公布的最新“引文桂冠”名单,今年化学领域有三组研究成果受到重点关注,分别涉及精准基因编辑、自组装单分子层以及蛋白质长程电子转移。
对于这三个方向,中国科学院化学研究所研究员宋延林和华东师范大学教授姜雪峰给出了不同判断。宋延林更看好精准基因编辑的影响力,而姜雪峰则更加倾向于蛋白质长程电子转移这一基础研究方向。
当然,诺贝尔奖最终结果受到多种因素影响,专家预测并不等同于最终结果。
在三个热门方向中,精准基因编辑与疾病治疗的联系最为直接。
华裔科学家刘如谦是精准基因编辑领域的重要研究者之一。他带领团队开发了碱基编辑和先导编辑技术,使科学家能够更加精准地改变DNA序列。
如果把DNA想象成一段由不同字母组成的文字,那么部分遗传疾病就像文字中出现了错误的字母,或者发生了片段缺失、插入。基因编辑技术的目标之一,就是找到这些错误并进行修正。
传统CRISPR-Cas9技术通常需要在目标位置切开DNA双链,再利用细胞自身的修复机制完成编辑。
2016年,刘如谦团队提出碱基编辑技术,通过将DNA定位工具与能够改变特定碱基的酶结合,实现部分碱基的精准转换,同时避免直接造成DNA双链断裂。
如果说碱基编辑更像是修改特定类型的“错别字”,那么2019年提出的先导编辑进一步扩大了能够修改的DNA范围。
这种技术路线的潜在意义在于,科学家能够以更加精细的方式干预遗传信息,为一些遗传疾病的治疗提供新的可能。
宋延林因此更加看好精准基因编辑。他认为,相比发展时间较长的自组装单分子层研究,精准基因编辑能够从分子层面影响生物体的结构和功能,未来临床应用的意义可能更加广泛。
精准基因编辑虽然展现出巨大的应用前景,但这并不意味着技术已经不存在风险。
姜雪峰指出,新一代基因编辑技术在编辑方式和精准性方面取得了重要进步。与需要切开DNA双链的传统方法相比,碱基编辑和先导编辑在理念上减少了对DNA整体结构的直接破坏。
但避免DNA双链断裂,并不意味着所有非预期编辑风险都已经消失。
一项技术最终能否真正用于临床,需要经过大量实验和临床研究验证,包括安全性、有效性以及治疗效果的稳定性。
此外,CRISPR基因编辑技术本身已经获得过诺贝尔化学奖。
2020年,埃玛纽埃勒·沙尔庞捷和詹妮弗·杜德纳因开发CRISPR基因编辑技术获得诺贝尔化学奖。距离相关成果首次获得诺奖认可仅仅数年时间,新一代精准基因编辑技术能否再次获得诺奖关注,仍存在悬念。
但从诺贝尔奖历史来看,同一研究领域出现新的重大突破后再次获奖并非没有可能。关键仍然在于后续成果是否产生了足够重要的科学影响。
如果说精准基因编辑更贴近疾病治疗,那么蛋白质长程电子转移则更加偏向基础科学。
姜雪峰更看好这一方向。
美国科学家哈里·格雷与杰伊·温克勒长期合作,对蛋白质内部电子如何实现长距离传递进行了深入研究。
在日常生活中,人们很容易认为两个物体之间要发生传递,就必须直接接触。
但在微观世界中,电子的行为并不完全遵循这样的直觉。
借助量子隧穿效应,即使两个电子转移位点之间存在距离和能垒,电子仍然有可能完成跨越。
两位科学家的长期研究帮助科学界理解了蛋白质内部长距离电子转移的基本机制,也为认识生命体系中的能量传递过程提供了重要基础。
这种研究与植物光合作用、生物体内光电传导等生命过程密切相关,同时也可能影响药物研发、能源技术等领域。
姜雪峰认为,这一研究方向不仅具有潜在应用价值,更重要的是帮助人们回答生命活动中的基本科学问题,因此在综合考虑各种因素后,他个人更加看好蛋白质长程电子转移。
第三个受到关注的方向,是自组装单分子层。
美国科学家戴维·阿拉拉、拉尔夫·努佐以及以色列科学家雅各布·萨吉夫,是这一研究方向的重要开创者。
所谓自组装单分子层,是指特定分子能够通过与固体表面以及分子之间的相互作用,自发形成厚度仅有一个分子层的薄膜。
这种结构虽然非常薄,却可以改变材料表面的性质。
形象地说,它就像给材料穿上了一层可以精确设计的“分子外衣”。材料主体本身没有发生根本改变,但它与水、其他分子以及周围环境接触时的行为可能因此发生变化。
20世纪80年代,三位科学家分别开展了具有奠基意义的研究,为这一领域的发展建立了重要基础。
如今,自组装单分子层已经在涂层、催化、电子器件等多个领域展现应用价值。
近年来,这项技术也与新型光伏材料研究产生联系。
中国科学院化学研究所曾开展相关研究,通过分子共混等方式改善自组装单分子层在基底上的覆盖和均匀程度,并探索其在钙钛矿光伏器件中的应用。
不过,对于这一方向能否摘得2026年诺贝尔化学奖,两位专家的判断相对谨慎。

除了上述三个方向,近年来还有许多重要化学研究成果不断涌现。
例如,2025年,中国科学院大连化学物理研究所张涛因单原子催化领域的开创性贡献入选科睿唯安“引文桂冠”。单原子催化让研究者能够在原子尺度设计和研究催化活性位点,为催化科学开辟了新的研究路径。
华人科学家在化学生物学等领域也持续取得突破,相关研究不断拓展人类对生命过程和分子机制的认识。
因此,诺贝尔化学奖究竟花落谁家,最终仍要等待评委会揭晓。
对于公众而言,预测诺奖固然充满悬念,但科学研究真正的价值,并不只体现在一枚奖章上。
正如姜雪峰所强调的,与其只关注“谁能获奖”,不如进一步思考一个研究方向究竟解决了什么问题,它为什么重要,又将如何影响人类未来。
无论最终答案是哪一项研究,诺贝尔奖的意义都不仅在于表彰科学家个人,更在于让更多人看见那些推动人类认识自然、改变世界的科学探索。