بیوگرافی کارولین برتوزی: شیمی‌دان نوآور و برنده جایزه نوبل

کارولین برتوزی و انقلاب بیواورتوگونال: سفری به دنیای شیمی نوین

بیوگرافی کارولین برتوزی 

کارولین روت برتوزی (Carolyn Ruth Bertozzi) یکی از برجسته‌ترین شیمی‌دانان معاصر جهان است که به دلیل ابداع و توسعه شیمی بیوارتوگونال (bioorthogonal chemistry) شناخته می‌شود. او در سال 2022 به همراه مورتن ملدال و کارل بری شارپلس، جایزه نوبل شیمی را دریافت کرد. برتوزی نه تنها یک دانشمند پیشرو در زمینه‌های شیمی و زیست‌شناسی است، بلکه به عنوان یک الگوی الهام‌بخش برای زنان و اقلیت‌های جنسی در علم عمل می‌کند. این مقاله به بررسی جامع زندگی، تحصیلات، حرفه، تحقیقات، جوایز و زندگی شخصی او می‌پردازد.

زندگی اولیه و تحصیلات

کارولین برتوزی در 10 اکتبر 1966 در بوستون، ماساچوست، ایالات متحده آمریکا به دنیا آمد. او در لکسینگتون، ماساچوست بزرگ شد و فرزند نورما گلوریا (برینگر) و ویلیام برتوزی بود. پدرش، که اصالتاً ایتالیایی داشت، استاد فیزیک در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) بود و تأثیر زیادی بر مسیر علمی کارولین گذاشت. پدربزرگ و مادربزرگ مادری او از نووا اسکوشیا، کانادا بودند. کارولین دو خواهر دارد که یکی از آن‌ها، آندریا برتوزی، استاد ریاضیات در دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس (UCLA) است.

در دوران نوجوانی، برتوزی علاقه‌مند به موسیقی بود و حتی چندین جایزه برای آهنگسازی در دبیرستان دریافت کرد. او برای مدتی به فکر حرفه‌ای در موسیقی بود، اما در نهایت به سمت علم گرایش پیدا کرد. در سال 1988، مدرک لیسانس شیمی خود را با درجه عالی (summa cum laude) از دانشگاه هاروارد دریافت کرد. در هاروارد، تحت نظارت پروفسور جو گرابوسکی، بر روی پروژه کالریمتر فوتواکوستیک کار کرد و جایزه توماس تی. هوپس برای پایان‌نامه کارشناسی را برد. پس از فارغ‌التحصیلی، مدتی در آزمایشگاه‌های بل (Bell Labs) با کریس چیدسی همکاری کرد.

سپس، در سال 1993، دکترای شیمی خود را از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی (UC Berkeley) گرفت. راهنمایش مارک بدنارسکی بود و تمرکز تحقیق او بر سنتز شیمیایی آنالوگ‌های الیگوساکاریدها بود. در این دوره، او کشف کرد که ویروس‌ها می‌توانند به قندها در بدن متصل شوند، که این امر او را به سمت گلیکوبیولوژی (زیست‌شناسی قندها) سوق داد. در سال سوم تحصیلات تکمیلی، بدنارسکی به سرطان روده بزرگ مبتلا شد و مرخصی گرفت، بنابراین برتوزی مجبور شد پایان‌نامه خود را بدون نظارت مستقیم به پایان برساند.

پس از دکترا، برتوزی به عنوان پژوهشگر پسادکترا در دانشگاه کالیفرنیا، سان‌فرانسیسکو (UCSF) با استیون روزن کار کرد. در آنجا، بر روی الیگوساکاریدهای اندوتلیال در چسبندگی سلولی در محل‌های التهاب تمرکز کرد و روش‌هایی برای اصلاح دیواره‌های سلولی توسعه داد تا مواد خارجی مانند ایمپلنت‌ها را بپذیرند.

حرفه آکادمیک

برتوزی حرفه آکادمیک خود را در سال 1996 به عنوان عضو هیئت علمی دانشکده شیمی دانشگاه برکلی آغاز کرد. او همچنین دانشمند پژوهشی در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی بود و مدیر مرکز تحقیقات نانوساینس (Molecular Foundry) شد. از سال 2000، او پژوهشگر موسسه پزشکی هاوارد هیوز (HHMI) بوده است.

در سال 2015، به دانشگاه استنفورد نقل مکان کرد و به موسسه ChEM-H پیوست. او استاد آن تی. و رابرت ام. باس در دانشکده علوم انسانی و علوم است. از سال 2024، او عضو هیئت مشاوره علمی موسسه آرک (Arc Institute) است. برتوزی همچنین در سال 2014، سردبیر مجله ACS Central Science، اولین مجله دسترسی باز انجمن شیمی آمریکا، شد.

تحقیقات و دستاوردها

تحقیقات برتوزی در مرز شیمی و زیست‌شناسی قرار دارد. او در سال 1999 شیمی بیوارتوگونال را پایه‌گذاری کرد و در سال 2003 این اصطلاح را ابداع کرد. این زمینه اجازه می‌دهد تا تغییرات شیمیایی در ارگانیسم‌های زنده بدون اختلال در فرآیندهای سلولی انجام شود. تمرکز اصلی او بر گلیکوبیولوژی است، یعنی مطالعه قندهای سطح سلولی (گلیکان‌ها) و نقش آن‌ها در بیماری‌هایی مانند سرطان، التهاب، آرتریت، سل و عفونت‌های ویروسی مانند کووید-19.

او درک ما از الیگوساکاریدها در شناسایی و ارتباط سلولی را پیش برد و شیمی بیوارتوگونال را برای مطالعه گلیکالیکس (پوشش قندی سلول‌ها) اعمال کرد. آزمایشگاه او فناوری‌های نانو توسعه داد که منجر به تست سریع تشخیص سل در سال 2018 شد. همچنین ابزارهای شیمیایی برای مطالعه گلیکان‌ها در سیستم‌های زنده ایجاد کرد. در سال 2017، در یک سخنرانی TED با عنوان “پوشش قندی سلول‌های شما چه می‌خواهد به شما بگوید”، کشف‌های خود در مورد ارتباط قندهای سطح سلول‌های سرطانی با فرار از سیستم ایمنی را توصیف کرد.

برتوزی همچنین در توسعه شیمی کلیک (click chemistry) نقش داشته که کاربردهای گسترده‌ای در زیست‌شناسی و پزشکی دارد.

جوایز و افتخارات

برتوزی جوایز متعددی دریافت کرده است. در سال 1999، در سن 33 سالگی، جایزه “نابغه” مک‌آرتور را برد. او اولین زنی بود که در سال 2010 جایزه لملسون-ام‌آی‌تی برای اعضای هیئت علمی را دریافت کرد. او عضو آکادمی ملی علوم (2005)، موسسه پزشکی (2011) و آکادمی ملی مخترعان (2013) است و از سال 2021 عضو آکادمی لینچی ایتالیا.

جایزه نوبل شیمی 2022 برای توسعه شیمی کلیک و بیوارتوگونال به او، ملدال و شارپلس اهدا شد. دیگر جوایز شامل: جایزه هوراس اس. ایزبل (2002)، جایزه آرتور سی. کوپ (2003)، جایزه ریاست‌جمهوری برای دانشمندان و مهندسان جوان (2004)، جایزه ارنست شرینگ (2007)، جایزه هنریش ویلاند (2012)، مدال اف.ای. کاتن (2020)، جایزه شیمی برای آینده سولوای (2020)، جایزه هاینکن (2022)، جایزه دیکسون (2022)، جایزه ولچ در شیمی (2022)، مدال بیجویت (2022)، جایزه مادام‌العمر مربیگری AAAS (2022)، جایزه راجر آدامز (2023)، جایزه AACR برای دستاوردهای برجسته در شیمی سرطان (2023) و مدال پریستلی (2024) می‌شود.

زندگی شخصی

برتوزی لزبین است و از اواخر دهه 1980 علنی زندگی می‌کند. او به عنوان یک الگو در جامعه علمی عمل می‌کند و بر اهمیت تنوع جنسی در علم تأکید دارد. بزرگ شدن در خانواده‌ای علمی، او را به سمت مسیر فعلی سوق داد.

نتیجه‌گیری

کارولین برتوزی نمادی از نوآوری در علم است که مرزهای شیمی و زیست‌شناسی را جابه‌جا کرده و ابزارهایی برای مبارزه با بیماری‌ها فراهم کرده است. دستاوردهای او نه تنها علمی، بلکه الهام‌بخش برای نسل‌های آینده دانشمندان است. با ادامه فعالیت‌هایش در استنفورد و موسسه‌های دیگر، آینده‌ای روشن برای تحقیقات او پیش‌بینی می‌شود.

 گرد آوری:بخش علمی موزستان