馬里奧·卡佩奇(1937— )，2007諾貝爾生理學或醫學獎得主之一。馬里奧·卡佩奇現年70歲，目前是美國猶他州醫學院著名教授、人類基因系兩位主任之一。卡佩奇1937年出生於義大利維羅納，少年時移民美國。他從俄亥俄州安提亞克學院獲得了化學和物理學學士學位，自哈佛大學獲得生物物理博士學位，其博士論文是在DNA雙螺旋結構發現者、1962年諾貝爾生理學和醫學獎獲得者詹姆斯·華生的指導下完成的。
基本介紹
- 中文名：馬里奧·卡佩奇
- 外文名：Mario Capecchi
- 國籍：美國
- 出生地：義大利
- 職業：生物學家
- 主要成就：2007諾貝爾生理學或醫學獎得主之一
人物介紹,生平事跡,初到美國,結緣科學,邁向諾獎,所獲榮譽,
人物介紹
馬里奧·卡佩奇（Mario Capecchi）（1937年──）是一位生於義大利的美國分子遺傳學家，也是2007年諾貝爾生理學或醫學獎得主之一[2]。馬里奧·卡佩奇目前是美國猶他大學醫學院人類遺傳學與生物學傑出教授（Distinguished Professor）。
馬里奧·卡佩奇
馬里奧·卡佩奇馬里奧·卡佩奇於1937年出生於義大利北部城市維羅納，並於1961年獲得美國俄亥俄州安提阿大學（Antioch College）化學及物理學學士學位。1967年，馬里奧·卡佩奇在詹姆斯·沃森（1962年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者之一）的指導下，於哈佛大學取得生物物理學（Biophysics）博士學位。1967年至1969年，卡佩奇在哈佛大學學者學會（Society of Fellows）擔任初級研究員（Junior Fellow）， 1969年，卡佩奇成為哈佛大學醫學院生物化學系助理教授，並於1971年晉升為副教授。1973年，卡佩奇進入猶他大學任教。自1988年起，卡佩奇還擔任了霍華德·休斯醫學研究所的研究員（Investigator of the Howard Hughes Medical Institute），另外他還擔任美國國家科學院院士。
卡佩奇在哈佛時就是一位成果豐富的研究者，他發現了導致蛋白合成的分子機制。當他於1973年在猶他大學建立實驗室時，便試圖將分子基因學引入到對動物細胞的研究，以便獲悉如何掌控這些細胞里的基因。卡佩奇於1977年開始一系列實驗室研究，這些研究展現了對動物細胞進行基因打靶的技術，並在1989年成功對一隻老鼠進行基因打靶。
卡佩奇1991年入選美國國家科學院，2002年成為歐洲科學院院士。他還獲得了眾多榮譽和獎項。
生平事跡
幼年時在義大利街頭的流浪經歷是卡佩奇人生中的第一課。
1937年10月6日，卡佩奇出生在義大利北部城市維羅納。第二次世界大戰即將開始，義大利充斥著法西斯、納粹和共產主義的狂熱浪潮，那是一個極端、混亂的時代。
卡佩奇的母親露西·拉姆貝格（Lucy Ramberg）是一個反對法西斯主義和納粹的詩人，她沒有和身為空軍飛行員的卡佩奇父親盧西亞諾·卡佩奇（Luciano Capecchi）結婚，一個人帶孩子。
1941年春，在卡佩奇三歲半時，德國士兵把拉姆貝格從家中帶走，關在了德國的集中營。“我母親其實已經料到了自己會被德國當局逮捕”，卡佩奇回憶道，“在德國士兵來前，她賣光了所有的財產，把錢交給了一戶農場家庭，並託付他們照顧我。”
卡佩奇開始生活在那個位於義大利北部城市提洛爾的農場裡。但僅僅一年後，農場主告訴他，他媽媽留下來的錢已經花光，他們無法再負擔他的生活費，於是四歲半的卡佩奇被扔到了街頭。
卡佩奇的母親露西，19歲。卡佩奇獨自往南方流浪。他有時候一個人，有時候加入其他無家可歸孩子所組成的幫派，有時候被孤兒院收養，但他幾次從孤兒院逃走。他還記得自己曾多次短暫地和父親生活在一起，但父親常常虐待他，這使他一次次從父親身邊逃走。“那段日子的記憶就好像是老照片，十分鮮活但並不連貫。其中有一些回憶起來讓人痛苦到難以描述，而另一些卻是美好的。”卡佩奇在自傳中寫道。
一個四歲的孩子怎能憑藉自身之力生存下來？卡佩奇說，“那個時候有許多被轟炸過遭遺棄的房子，所以找到一個避難所並不難，重要的是如何找到食物。”
尋找食物、活下去是卡佩奇人生中的第一個科學實驗。“首先你要搞清楚是誰在看管著食物，然後你需要對他們的行為模式做一個評估，最後下手去偷食物。這個過程需要有足夠的耐心。”當卡佩奇回憶起這段往事時，他說，“那段日子的確教會了我許多關於生活的事情。”
1945年春，美軍解放慕尼黑，卡佩奇的母親拉姆貝格獲得釋放，並開始尋找兒子。1946年10月，卡佩奇九歲生日之時，拉姆貝格終於找到了他，卡佩奇堅信這一切都是老天安排的。“說實話，當時我沒有認出我母親來，她蒼老了許多。”彼時的卡佩奇因身患傷寒、營養不良而虛弱不堪，他光著身子躺在醫院的沒有床單、沒有被子的醫院病床上。而在這個醫院裡，卡佩奇已待了將近一年。
初到美國
到醫院的那天，母親給他帶來了許多新衣服，包括一套提洛爾套裝和帶有羽毛裝飾的帽子，直到現在卡佩奇都保存著那時的帽子。母親帶他去首都羅馬辦理簽證手續時，他洗了六年來的第一次澡。之後他們從義大利港口城市那不勒斯坐船去投靠拉姆貝格在美國的弟弟愛德華·拉姆貝格（Edward Ramberg）。在去往美國的路上，卡佩奇嚮往著新的生活，以為將看到美國的道路是黃金鋪成的。儘管後來證明美國並不是滿大街都是黃金，但他發現了比黃金更重要的東西：機會。
卡佩奇的舅舅愛德華是一個量子物理學家，也是個貴格會（Quakers，基督教新教的一個派別）教徒。他們居住在賓州的一個由貴格教徒建立的社區，生活環境和諧美好。在那裡，不同種族、信仰的人生活在一起，不同膚色的孩子在一起玩耍，畫畫、跳舞、運動、探索樹林等，大人們每周都參加社區聚會。
“生活在這樣一個合作性的、人們相互扶持的社區和我獨自在義大利街頭的日子形成了巨大的對比，但治癒內心的創傷和抹去痛苦的回憶需要時間。在美國生活多年之後，我仍會在夜裡用力輾轉、踢蹬，在黎明來臨時床單已被撕裂，床架也被損壞。”因此，卡佩奇的舅舅、舅媽帶著他拜訪了一個又一個心理學醫生和精神病醫生。但專業醫生並沒有多大用處，反而是社區生活讓卡佩奇漸漸恢復。
來到美國之前，卡佩奇幾乎沒有受過正式的教育，或者是任何有關在社會環境中生存的訓練。但是卡佩奇的舅舅和舅媽並沒有放棄他，而是決定要把卡佩奇培養為一個有用的人。他的舅媽幾乎從零開始教他如何閱讀。到美國的第二天，舅舅就把卡佩奇送到了國小三年級的班上。他的第一個任務是學習英語，幸運的是三年級的老師非常有耐心，也給了他很多鼓勵。那位老師讓卡佩奇去參加畫壁畫，這並不需要太多語言交流，但對卡佩奇習慣在美國的生活有很大的幫助，“那個老師讓我知道了什麼是夢想，並讓我有能力去追逐自己的夢想”，卡佩奇說，“這也是美國所給我的。”
此後，卡佩奇進入了一所重視運動和學術的貴格會的高中，在那裡他花了許多時間在運動上，如足球、棒球等，但他最喜歡摔跤，“我喜歡場上只有一個對手的感覺，也很享受摔跤給我的生理和心理的雙重挑戰。”
結緣科學
中學畢業後，他希望能讓這個世界變得更公平、更美好。實現這個願望，他認為需要解決的問題大多和政治相關，於是他進入安提阿學院（Antioch College）學習政治學，把主要的精力放在了學習上。但是政治學“似乎不那么科學”，於是他轉向學習物理和化學。數學和經典物理的簡潔和優雅吸引了他，於是他修了學校里幾乎所有的數學、物理和化學課程，包括布爾代數、拓撲學、電動力學和物理化學等。
儘管他很滿足於學習數學和物理，但他發現他所學的是早已被研究透的內容，時下最熱門的是量子物理和一些實驗物理學，尤其是粒子物理學，需要大規模的加速器和許多物理學家的合作。“而我想從事的是可以獨立研究、獨立做實驗的科學”，幸運的是安提阿學院提供去其他大學實習的機會，於是卡佩奇到了麻省理工學院（MIT）分子生物學教授里奇（Alex Rich）的實驗室，在那裡他第一次接觸了分子生物學。
分子生物學是19世紀50年代末新興的領域，一切都是全新的，物理、化學、遺傳學、生物學的科學家們一起投入到這個新領域，他們認為最複雜的生物現象都可以從分子的角度來理解，複雜生物現象也可以從簡單的生物體如病毒、細菌中找到對應。因此，從一個生物體中學到的東西很大可能可以被套用在很多別的生物體中，遺傳學和分子生物學會成為分解複雜生物現象的主要手段。
在MIT的經歷讓卡佩奇找到了自己的興趣所在，之後他到了分子生物學的研究重鎮哈佛大學，導師是諾貝爾獎獲得者、DNA雙螺旋結構的發現者之一沃森（James D. Watson）。沃森對卡佩奇的學術生涯產生了深遠的影響，他不教學生如何去做分子生物學實驗（事實上卡佩奇已經對實驗十分精通），而且教會了卡佩奇一個更重要的“技能”，即如何在本領域內找到一個關鍵的、並且在現有的技術下切實可行的研究問題。
卡佩奇的導師沃森（James D. Watson）卡佩奇承認沃森實驗室的訓練非常嚴格，他說，“如果你能順利從他手下畢業，那么你做這個世界上其他事情都會顯得輕而易舉。”除了嚴格這一點外，沃森也給了學生許多支持。哈佛大學有著豐富的資源，只要學生有好的想法，沃森就會全力支持他們去做。如果研究從頭至尾都是學生獨自完成，即使作為實驗室的擁有者，沃森都會要求學生不要在論文中署他的名字，而這種做法是十分罕見的。
卡佩奇在這樣的研究環境下盡情享受著研究帶給他的樂趣，每周工作90小時是常事。畢業時，導師評價他在博士生涯的工作已經超過了大多數科學家一輩子的成就。“確實，那是一段非常高產的時期，但對我來說那並不是工作，而純粹是樂趣。”卡佩奇說。
畢業後的卡佩奇留在了哈佛醫學院，很快晉升為副教授，但出人意料的是兩年後他選擇離開哈佛醫學院，去猶他大學任教，開啟新的學術生涯。因為在他看來，哈佛推崇快速出成果，它的環境不適合做一些長期性的研究項目，而且哈佛教授之間彼此獨立，缺乏一種協同合作精神，此外，學院不傾向於引進年輕科學家。而當時猶他大學剛剛建立了醫學院，在那裡他有更多自由從事長期性研究。就這樣，卡佩奇開始了他在猶他大學的基因工程研究。
邁向諾獎
自1953年沃森和克里克發現DNA雙螺旋結構起，生物學家們便開始尋找基因和其對應功能的研究。1973年，斯坦利·科恩（Stanley Norman Cohen, 1980拉斯克基礎醫學獎得主）發表了將特定基因嵌入質粒（環形DNA，基因工程中常被用作基因的載體）後轉染到大腸桿菌擴增的論文，這也拉開了基因工程的序幕。
細菌和人類的基因畢竟相差太多，於是科學家們開始研究將基因轉染至哺乳動物細胞。此前，已有科學家成功將病毒的酶轉染至哺乳動物細胞，並進一步發揮其技能，這被稱之為細胞的吞噬作用，但成功率只有百分之一。成功率低的一大原因是進入細胞後的DNA片段很難到達細胞核內，於是，卡佩奇想用注射針將DNA直接注入細胞核。
卡佩奇將變異後的DNA的一部分序列複製後注入了小鼠的體細胞，結果發現幾乎所有加入的DNA片段都隨機進入了小鼠原有DNA內。假如能讓特定基因進入小鼠DNA的特定位置，將來就能進一步研究人體內基因的功能和作用了。1980年，卡佩奇向美國國家衛生研究所（NIH）申請基金來研究這一項目，然而這項申請遭到了拒絕。
幾乎同一時間，劍橋大學的馬丁·埃文斯（Martin Evans，後與卡佩奇一同分享諾貝爾獎的另外兩位得主之一）也向英國醫學研究會議（MRC）提交了基金申請書，也遭到了拒絕。人類DNA的鹼基大約有30億對，要從中找到特定位置，將DNA片段插入，是一件極其困難的事情。直到1988年，“正負雙向選擇法”誕生後，這一難題才被解決。
卡佩奇所希望的是將特定基因植入小鼠體內，並能夠通過小鼠的繁衍使該基因得到延續，而此刻，他僅僅把特定基因植入到培養的細胞內。同一時間，威斯康星大學的奧利弗·史密斯（Oliver Smithies，後與卡佩奇、埃文斯分享諾貝爾獎）也成功地將目的基因導入了人體細胞。他們面臨著同樣的問題，如何將特定基因插入到生物體的所有細胞？這一問題的解決最終依靠的是埃文斯。埃文斯發現，剛生長不久的胚胎細胞（即“胚胎幹細胞”）能夠分化為生物體內幾乎所有類型的細胞。卡佩奇獲知埃文斯的這項成果後敏銳地想到，如果用胚胎幹細胞進行基因操作然後再分化，就能培養出基因改造過的動物。
1985年聖誕節假期，卡佩奇和妻子勞里來到英國拜訪了埃文斯，他們得到了熱情接待。埃文斯將胚胎幹細胞的處理方法教給了卡佩奇，之後，他還把胚胎幹細胞送給了來信希望得到胚胎幹細胞的史密斯。
987年，卡佩奇和史密斯成功的把目的基因插入到了胚胎幹細胞DNA的特定位置，他們選擇的是只存在於X染色體的HPRT基因，也就說只有雄鼠才能表現特定性狀。選擇這個基因還有一個原因是因為如果成功敲除HPRT，細胞就可以產生對6-TG的抗性，這樣便於篩選。接下來，他們把胚胎幹細胞送入了小鼠的胚胎，再把胚胎植入到代孕母鼠的子宮內，這樣生出來的小鼠由於同時擁有兩種體細胞（帶有自身原有基因的細胞和帶有目的基因的細胞），所以被稱為“嵌合體小鼠”（具有混合型性狀）。再將嵌合體雄鼠和普通母鼠交配，誕生的小鼠中的一部分就是只具有目的基因的“基因變異小鼠”了。這種技術實現了對特定基因精確地靶向敲除，因此被稱為基因打靶技術。
但是，如果對胚胎幹細胞的其它基因也進行類似的基因敲除卻有不少技術障礙。一個問題是其它基因並不能像HPRT那樣敲除後有好的篩選體系，另一個問題是將外源DNA導入細胞後重組率很低，這些問題極大地限制了基因打靶技術的套用。卡佩奇和同事經過大量實驗，證實了打靶的效率在很大程度上取決於同源片段的長度和同源性。於此同時，他們還發明了“正負向篩選”方法來富集敲除成功的胚胎幹細胞。這些實驗為基因打靶的廣泛套用奠定了堅實的基礎。
此後，大量的基因敲除動物誕生了。到卡佩奇獲獎時，全球的科學家們已經在小鼠中成功改造了超過整個基因組半數的基因。這些動物模型極大地促進了人類對生命的理解。2007年，卡佩奇、史密斯和埃文斯三人，因這項使用胚胎幹細胞將特定基因導入到動物體內方法獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。卡佩奇從一位流浪兒成為科學巨匠的傳奇也載入科學的史冊。
卡佩奇在猶他的家附近的風光。母愛成就新科諾貝爾獎得主
台北時間10月8日下午5點30分，2007年諾貝爾醫學或生理學獎揭曉：美國猶他大學馬里奧·卡佩奇、美國北卡羅納洲大學教會山分校奧立佛·史密斯、英國卡迪夫大學馬丁·埃文斯，憑藉基因打靶（gene targeting）技術共同分享了這一獎項，並接受全世界的祝賀。
在三位獲獎者中，美國猶他大學馬里奧·卡佩奇教授格外引人注目。誰能想到，這位科學巨匠的成功背後還浸透著一段偉大母愛血的印記，淚的凝結……
劫難之河的母與子
1945年4月29日中午12點，美第45步兵師的先遣部隊衝進了位於慕尼黑附近的達豪集中營。年輕的美軍士兵們心裡只有一個感覺：這裡的人要么死了，要么就瀕臨垂死邊緣。作為納粹德國最臭名昭著的集中營之一，幾年時間這裡至少有20萬人倒在了屠刀下。瀰漫的硝煙中，兩名美軍士兵從囚犯屍體堆中拖出一個氣若遊絲的中年女子，並迅速送往醫院搶救。一個月後，這個僥倖躲過屠刀的女人剛剛恢復了一些體力，就固執地要求出院：“我的孩子，我要去找我的孩子！”
時間回到1937年10月6日，整個歐洲都在納粹德國的鐵蹄下哭泣，一個嬰兒就是在這樣一種陰霾的環境中誕生於義大利的維羅納市，他就是馬里奧·卡佩奇，未來的基因學之父。卡佩奇的母親露絲是小有名氣的詩人，可還沒等她從初為人母的喜悅中回過神來，她的丈夫——一名英俊的義大利空軍飛行員，就在一次戰鬥中喪生了。
愛人的死讓露絲一夜之間老了許多，充滿藝術氣質的她恨透了這場戰爭，為此她投身反戰聯盟，創作了不少諷刺納粹的文學作品。然而，噩運很快再次降臨到這個風雨飄搖的家裡。
1941年的一天清晨，一隊荷槍實彈的警察闖進了卡佩奇的家，砸爛了房間裡所有能看到的東西，正在做早飯的露絲被野蠻地戴上手銬帶走。臨別的那一刻，想到兒子，露絲猶如萬箭穿心，卡佩奇至今還記得那天母親瘦弱的背影和從她身後傳來的大聲囑咐：“別哭，男孩子要堅強。一定要等媽媽回來！”這年，卡佩奇年僅4歲。
此後這對母子天各一方。露絲被安上政治嫌疑犯的罪名，關押到了位於德國的達豪集中營，而卡佩奇則開始流落街頭，淪為了小乞丐。
記憶中關於那段日子的就只有飢餓和寒冷。幼小的卡佩奇衣不遮體，整天整天地站在街角，看著對面麵包鋪里散發著誘人魅力的食物直咽口水，有時候實在得不到好心人的幫助，卡佩奇就只能拚命喝水，喝脹了肚子裡無盡的空虛感才能好受些。在寒風凜冽的夜晚，卡佩奇哆嗦著蜷縮在天橋底下，不安地拉緊衣角，人凍得幾乎僵直過去，他望著漆黑的天空，心裡默默呼喊著：“我不哭，媽媽一定會回來找我的！”
當剛從集中營里被解救出來的露絲找到卡佩奇時，她幾乎不敢相信老天對她會這樣眷顧。上帝，4年，這個孩子居然還活著！4年，幼小的孩子是如何趟過困難的暗流！此時卡佩奇因為發燒和嚴重的營養不良，已經在維羅納的醫院中躺了整整一個月，插著針管的雙手瘦得不成形，9歲的孩子體重卻只有20多斤。血脈相連讓歷經劫難的母子倆瞬間認出了對方，一見母親，卡佩奇蒼白的嘴唇動了動，欲言又止，露絲強忍住淚水，緊緊拉著兒子的手說：“媽媽以後再也不會離開你了！”話沒說完，淚水已是掛滿了臉。卡佩奇用力地點了點頭。
第二天一早，卡佩奇一覺醒來，卻發現母親不在身邊。他瘋狂地衝出了旅館，四處的街角都是空蕩蕩的，一種可怕的寂寞將他深深籠罩，難道母親又把他丟下了？他聲嘶力竭地哭了起來。當晚，露絲拖著疲憊的身軀回到旅館，卡佩奇一下子上前死命地抱住母親，再也不敢放手。原來，為了兒子將來的前途，露絲趕到了大使館申請簽證，她準備帶著兒子去投靠在那裡從事物理研究的哥哥。幾天后，母子倆搭上了開往美國的油輪。
來到美國的第一年，一切對卡佩奇來說都是陌生的。幼年的坎坷經經歷讓他自我保護意識過於強烈，整整兩年，他不善言辭，不善於交際，甚至都不說一句英語。露絲用所有的時間陪著兒子，帶他去散步、郊遊、教他文學和詩歌，母親的愛猶如徐徐暖流，逐漸焐熱了卡佩奇害怕受傷的心。他終於重新走進學校，按照舅舅的話來說：“卡佩奇突然就對數學和經典物理學展現了極大的熱情。”
活著就不能放棄
多年的苦難生活培養了卡佩奇極為堅韌的意志，也使得他格外珍惜和平的生活和學習機會。在舅舅的培養下，他開始鑽研醫學。1967年，在哈佛大學取得生物學博士學位後（其博士論文是在DAN雙螺旋結構發現者、1962年諾貝爾生理學和醫學獎獲得者詹姆斯-華生的指導下完成的），卡佩奇開始在霍華德·休斯醫學研究所工作。1977年，他同時開始擔任猶他大學人類遺傳學和生物學教授。
同時，卡佩奇也組織了幸福的家庭，妻子勞麗供職於政府福利部門，1983年，一個可愛的女兒也加入到他們的生活中。
就在卡佩奇在學術上的道路上高歌猛進時，露絲卻日漸衰老並患上了輕度老年痴呆。當年那個身體羸弱卻又不畏強暴的母親，如今卻任憑歲月和疾病折磨著自己，一頭白髮在夜風中無力飄蕩，想到這些，卡佩奇就心如刀割。為了儘量幫母親減緩痛苦，卡佩奇利用所學到的醫學知識，幫露絲建立了一個完整的體溫、腦電波、及其身體其他各種資料庫，並有針對性地向母親的主治醫生建議一些治療方案。
然而任憑卡佩奇如何努力，1986年，死神還是無情地將母親帶走了——她死於突發腦溢血和多年累積的大腦皮層損傷。在露絲的葬禮上，卡佩奇並沒有哭，他下決心：一定要在有生之年，努力讓儘量多的患者擺脫疾病的折磨！
讓卡佩奇欣慰不已的是，年僅5歲的女兒米薩無論長相還是性格都和祖母一模一樣，這似乎是一種奇妙的生命傳承，母親以另外一種形式還始終陪伴著他，這讓他渾身充滿了力量。
卡佩奇的雄心壯志來自於他此時的研究：基因剔除。對於生命科學領域的研究者來說，弄清楚一個特定基因的功能是一件極其重要的事情。因為基因幾乎影響了所有生物學現象。比如說老年痴呆這種病就和某幾種基因活動有著千絲萬縷的關係，一旦掌握到這其中的奧秘，人類就可能徹底克服這種疾病。如果這樣的推理具有可行性，那么卡佩奇就掌握了“萬病之源”的鑰匙。
可是這實施起來又談何容易。進入80年代，分子生物學基礎問題已經基本確立，中心法則和基因測序都基本完成。可是，又該用何種方法來確定一個基因的基本功能呢？卡佩奇準備用外源的DNA代替內源的基因，在體外構建體內的基因缺陷模式，然後通過觀察表現異常來確定正常基因的功能。可是，他的想法卻遭到了許多科學家的懷疑，認為這種研究在機率考慮上幾乎是不可能實現的。為此，美國國立衛生研究院甚至還撤消了對卡佩奇主持項目的資金支持。
然而性格堅韌的卡佩奇對於反對聲卻不屑一顧，他說服了大學同窗創辦的生物公司對他進行資金住入，繼續著自己的研究。在那段艱苦的日子裡，研究資金捉襟見肘，同行投來的都是懷疑的目光，卡佩奇的團隊內部也出現了大量的煩躁和焦慮情緒，甚至有不少人選擇了退出。基因剔除項目完全靠著卡佩奇不容置疑的強硬個性在勉強支撐，每當堅持不下去的時候，母親似乎在對他說，活著，就不能放棄！卡佩奇咬著牙挺了過來。
曙光終於出現了。這一時期，國際上也有其他科學家開始了類似研究。1986年，英國劍橋大學教授伊文思取得了一定量的早期胚胎幹細胞，並在體外培養成功。這給予了卡佩奇極大的靈感：如果用老鼠的胚胎幹細胞進行同源重組，然後用重組幹細胞移植到胚胎中，豈不是就能得到活體基因缺陷小鼠，並能在其身上遊刃有餘地進行各種基因功能測試？
愛好足球運動的卡佩奇甚至想到射門，基因不就像一個個足球，在等待著他射入正確的球門嗎？這一刻，基因打靶的理論構想第一次浮現在卡佩奇腦海中。1987年，他的成功試驗，使基因打靶技術初見雛形！
成功的那一刻，卡佩奇把自己關在辦公室內，他躲開實驗室內所有歡樂的人群，捧著母親的相片哭得像個孩子：“媽媽，我沒有辜負你的希望，可我是多么希望你能親眼看到啊。”
諾貝爾獎後的殷殷母愛
1989年，卡佩奇關於小鼠基因打靶技術的論文一經公布，立刻引起了全球科學界的轟動！人們比喻這次發現為除阿波羅登月之外的“第二大步”，此後，人類將擁有克服任何突發疾病的理論和研究基礎。這項成果徹底奠定了卡佩奇學術界巨匠的地位，入選美國國家科學院、歐洲科學院院士的榮譽接踵而來。
卡佩奇教授的研究成果猶如吹響了向疾病進攻的號角：全球數千名科學家先後複製卡佩奇的試驗方法，開始在各自的領域內對老鼠體內的上萬種基因進行研究，並對比人類疾病的各種基因缺陷進行攻克。
1990年5月的一天午後，卡佩奇案頭的電話響起，對方自我介紹說，他是美國國立衛生研究院的安德森教授，手頭有一個棘手的病例，希望能採用卡佩奇基因打靶的技術來治療：“這個孩子才4歲，她自出生以來就必須待在一個無菌罩裡面，不然就會發生感染致死。我們判斷這是一種嚴重免疫複合缺陷症，我懇求您的幫助，也許基因治療是這個孩子唯一的希望。”卡佩奇慨然應諾，並開始指導安德森教授如何進行這個缺陷基因的“跟蹤和確定”。當年7月，美國藥物和食品管理局批准了這一基因治療方案，同時這也是全球第一例真正意義上的基因治療。
經過幾個月上百次電穿透打靶試驗，卡佩奇和安德森最終確定：女孩身上的致病根源是一種名叫ADA的基因發生缺陷，然後導致了人體免疫系統缺失無法發生作用。在卡佩奇教授的建議下，安德森利用腺苷酸脫氨酶注入女孩細胞的方法來彌補這個致命的免疫缺陷。兩個月的治療後，奇蹟出現了，女孩體內的免疫系統指標、白血球數量、淋巴細胞指數都達到了接近正常人的水準。
這是醫學史上具有劃時代意義的事件。卡佩奇為此感慨萬分，第一次看到自己的研究成果造福於具體的人群，一種說不出的幸福感洋溢著全身，他心裡默念著：如果這個發現能早20年，也許母親就不會那么早離開我了。
全球首例基因治療取得初步成功！這個訊息如同長出了翅膀，不久就傳遍了世界科學界。在卡佩奇等科學家的共同努力下，基因打靶技術逐漸成為了研究人體內特定基因功能的一項基本技術。在癌症、免疫學、神經生物學、人類遺傳學及其內分泌領域都取得了重大突破，比如惡性腫瘤、糖尿病、慢性肝炎，甚至愛滋病。基因打靶成為了當之無愧的掌握“萬病之源”的鑰匙。
2007年10月8日下午，萬眾矚目的2007年度諾貝爾醫學或生理學獎隆重揭曉：卡佩奇等三位科學界的精英分享了這一榮譽。這個62年前的小流浪兒在發表獲獎感言時，唏噓不已，前情往事潮水般湧上心頭，他似乎重新回到了半個世紀前的維羅納街頭，又似乎正在享受著母親懷抱的溫暖，一時竟有些凝滯：“媽媽的鼓勵，是我一生的動力！”說到這兒，他下意識地看了一眼坐在一旁的女兒，她實在和她的祖母太像了。米薩忍不住輕吻父親的臉頰，表達著她的祝賀，恍惚間，卡佩奇覺得那個瘦弱而又堅強的母親又回來了，告訴她，她永遠不會離開他……
所獲榮譽
1992 - Bristol-Myers Squibb Award for Distinguished Achievement in Neuroscience Research
1993 - Gairdner Foundation International Award for Achievements in Medical Sciences
2001 - Albert Lasker Award for Basic Medical Research[3]
1993 - Gairdner Foundation International Award
1994 - General Motors Corporation Alfred P. Sloan Jr. Prize
1996 - Kyoto Prize in Basic Sciences
1996 - German Molecular Bioanalytics Prize
1997 - Franklin Medal for Advancing Our Knowledge of the Physical Sciences
1998 - Feodor Lynen Lectureship
1998 - Rosenblatt Prize for Excellence
1998 - Baxter Award for Distinguished Research in the Biomedical Sciences
1999 - Helen Lowe Bamberger Colby and John E. Bamberger Presidential Endowed Chair in the University of Utah Health Sciences Center
2000 - Lectureship in the Life Sciences for the Collège de France
2000 - Horace Mann Distinguished Alumni Award, Antioch College
2000 - Italian Premio Phoenix-Anni Verdi for Genetics Research Award
2001 - Spanish Jiménez-Diáz Prize
2001 - Pioneers of Progress Award
2001 - National Medal of Science
2002 - John Scott Medal Award
2002 - Massry Prize
2003 - Pezcoller Foundation-AACR International Award for Cancer Research
2002/3 - Wolf Prize in Medicine
2005 - March of Dimes Prize in Developmental Biology
2007 - 諾貝爾生理學或醫學獎，與馬丁·埃文斯和奧利弗·史密斯一同獲得
