科羅拉多大學博爾德分校的Marvin H. Caruthers 博士因開發高效、自動化的 DNA 合成技術而榮獲首屆Richard N. Merkin 生物醫學技術獎。他在 20 世紀 80 年代初發現的化學反應可以準確、快速地將核苷酸組裝成 DNA 鏈，為現代分子醫學的發展提供了重要元素。如今，科學家利用這些反應來生產可定制的 DNA 和 RNA 分子，從而實現基因測序、藥物和疫苗開發、病原體測試、癌癥診斷以及基礎生物醫學研究的許多方面。
Heritage Provider Network 創始人兼首席執行官 Richard Merkin 博士表示：“我很榮幸地承認 Caruthers 博士的技術在過去四十年中對人類健康產生了令人難以置信的變革性影響。Heritage Provider Network 是最大的醫生創立者和醫生之一。擁有綜合醫療保健系統。“他值得我們的支持和認可。我希望這個獎項不僅能提高人們對這項工作的認識，還能強調和鼓勵其他人認識到開發新科學技術來改變醫療保健的更廣泛重要性。”
默金獎旨在表彰改善人類健康的新技術，獎金為 40 萬美元。該獎項由默金家族基金會設立，由麻省理工學院和哈佛大學布羅德研究所管理?？斏共┦繉⒃诮衲昵锾炫e行的頒獎典禮上獲得殊榮。
“馬文·卡魯瑟斯博士開發的方法確實具有革命性。它舉例說明了強大的技術如何促進發現和改善醫療保健?，F在，如果沒有他的多核苷酸合成方法，人們無法想象在生物學、醫學和公共衛生的各個領域進行實踐，”默金獎評選委員會主席 Harold Varmus 博士說。Varmus 博士是威爾康奈爾醫學院劉易斯托馬斯大學教授、紐約基因組中心高級研究員，并因其在癌癥起源方面的研究而獲得諾貝爾生理學或醫學獎。
超過 50 項技術和來自全球的數十位發明這些技術的科學家獲得了 2023 年默金獎的提名。這些提名由評選委員會進行評估，該委員會由來自和歐洲學術界和工業界的八位科學領袖組成。
為遺傳學革命鋪平道路
如今，科學家經常操縱遺傳物質來研究人類健康以及診斷和治療疾病。他們對基因進行測序來診斷遺傳性疾病和癌癥，合成數以百萬計的 DNA 和 RNA 鏈來檢測病原體，制造藥物，并編輯基因序列作為潛在的治療方法。就在幾十年前，如果沒有卡魯瑟實驗室開發的合成方法，這一切都是不可能的。
卡魯瑟斯博士 1940 年出生于愛荷華州得梅因，三年級時父母送給他一套化學套裝，他從此迷上了科學。變色液體和爆炸的化學混合物讓他著迷。他繼續在愛荷華州立大學學習化學，然后于 1963 年加入西北大學 Robert Letsinger 博士的實驗室，即 DNA 雙螺旋發現十年后。
在西北大學攻讀研究生期間，Caruthers 博士學習了如何使用 Letsinger 博士開創的方法將核苷酸(DNA 和 RNA 的組成部分)組裝成短序列。但這種方法緩慢且低效。
“制造一小段合成 DNA(幾個核苷酸長)可能需要兩個月的時間，”卡魯瑟斯博士回憶道。
在西北大學期間，他將五個核苷酸組裝成一條 DNA 鏈——這在當時是一項重大突破。隨后，他成為威斯康星大學 Gobind Khorana 博士實驗室的博士后研究員，后者因發現 DNA 中的核苷酸順序如何編碼蛋白質而獲得諾貝爾生理學或醫學獎。在那里，他對 DNA 的調控方式及其眾多序列的含義產生了興趣。然而，由于無法構建新的 DNA 片段，研究這些問題非常困難。
1973 年，當 Caruthers 博士加入科羅拉多大學博爾德分?；瘜W和生物化學系時，他的目標是改善 DNA 合成。
“當時我很清楚，目前的技術都不能真正適合大多數生物學家的日常使用，”他說。“但生物和生物化學界的大多數科學家并不在乎。”
在會議上和走廊里，同事們經常問他為什么要開發合成 DNA 的新方法?卡魯瑟斯博士說，大多數人沒有看到任何好處。
在接下來的幾年里，在研究生 Mark Matteucci 和博士后研究員 Serge Beaucage 博士的重大貢獻下，Caruthers 博士的實驗室解決了這個問題。他們首先探討了如何為脆弱的、延長的 DNA 鏈提供結構支撐，并發現一種被稱為“可控孔玻璃”的高孔隙硅玻璃比研究人員一直使用的聚苯乙烯效果要好得多。
然后，該團隊開發了一種化學方法來保護核苷酸在 DNA 合成過程中不發生不需要的反應——這是 DNA 合成效率如此低下的一個主要原因。Caruthers 博士的團隊發現了如何制造受保護的“脫氧核苷亞磷酰胺”，使其不會發生不需要的反應。這使得合成反應更加有效。一系列化學反應可以一次又一次地進行，每次新的迭代都會在幾秒鐘內向不斷增長的 DNA 鏈中連續添加一個新的核苷酸。
卡魯瑟斯博士說：“突然間，你可以在不到一天的時間內合成一段 DNA，而使用舊方法需要幾個月的時間。”
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