2023年“科学突破奖”揭晓!AlphaFold、相分离、嗜睡症研究斩获殊荣

医药魔方Pro 2022-09-23 00:01

9月22 日,2023年科学突破奖(Breakthrough Prize)的获奖名单公布。 其中,3项生命科学突破奖分别授予:
  • Clifford P. Brangwynne 和 Anthony A. Hyman
  • Demis Hassabis 和 John Jumper
  • Emmanuel Mignot 和 Masashi Yanagisawa 


科学突破奖有“科学界的奥斯卡”之称,这也是连续第11年它表彰在生命科学、基础物理学和数学方面的突破性成就。
01
Clifford Brangwynne、Anthony Hyman


来自普林斯顿大学、霍华德·休斯医学研究所和海洋生物学实验室的Clifford Brangwynne,以及来自马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的Anthony Hyman发现了由蛋白质和RNA相分离成无膜液滴介导的细胞组织的基本机制


直到近年来,人们还认为细胞的大部分工作都是在细胞器(由膜包裹的特殊亚单位)中进行的。但是Hyman和Brangwynne发现了一个全新的物理原理——相分离,即在没有膜的情况下,集中了蛋白质和其他生物分子之间的细胞相互作用。他们描述了通过相分离快速形成的动态液滴(类似于在水中形成的油滴),产生临时结构,免受水样细胞内部分子混乱的影响。自他们的发现以来,已有多项研究证明,这些无膜液体凝聚体在许多细胞过程中发挥作用,包括信号传递、细胞分裂、细胞核中核仁的嵌套结构以及DNA的调节。他们的发现是我们对细胞组织理解的一个根本进步,并可能在未来应用于临床,包括对肌萎缩侧索硬化(ALS)等神经退行性疾病的应用。

02
Demis Hassabis、John Jumper


来自DeepMind的Demis Hassabis和John Jumper开发了一种深度学习的人工智能(AI)方法,能够根据蛋白质的氨基酸序列快速准确地预测蛋白质的三维结构


Demis Hassabis和John Jumper是AlphaFold 2的领导者,这一AI系统在很大程度上解决了蛋白质结构预测问题,而该问题是生物学中最大的挑战之一。蛋白质是运行细胞的纳米机器,根据其氨基酸序列预测其三维结构对于理解生命的运作至关重要。AlphaFold已经对生命科学产生了革命性的影响:今年夏天,DeepMind将2亿蛋白质的结构上传到了一个公共数据库中,这些蛋白质几乎是生命树上所有已知的蛋白质。该项目将科学家通常用于确定蛋白质结构的时间从数月或数年减少到数小时或数分钟。从药物设计到合成生物学、纳米材料,以及对细胞过程的基本理解,它有着巨大的未来收益前景。

03
Emmanuel Mignot、Masashi Yanagisawa


来自斯坦福大学医学院的Emmanuel Mignot和来自筑波大学的Masashi Yanagisawa发现嗜睡症是由少数制造促清醒物质的脑细胞缺失引起的,这为开发新的睡眠障碍治疗方法铺平了道路

在Mignot和Yanagisawa开展不同的嗜睡症研究项目和对其病因有了新的认识之前,人们对嗜睡症——另一种神经退行性疾病知之甚少。他们指出,这种疾病的核心是蛋白质食欲素(也称为下丘脑分泌素),它通常调节清醒状态。在一些动物中,例如狗,嗜睡症是由影响食欲素结合的神经受体的突变引起的;而在人类中,这种疾病是由免疫系统攻击产生食欲素的细胞(可能“误认为”它是病毒颗粒)引发的。Mignot和Yanagisawa的发现已经引发了缓解嗜睡症疗法的开发,以及催眠药的设计。他们揭示嗜睡症是一种自身免疫源性神经退行性疾病,并增加了其他神经退行性病可能是由选择性神经元丧失引起的可能性。他们阐明了睡眠和清醒的中枢机制,虽然这一行为领域仍有诸多谜团。

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科学突破奖是一项全球性科学奖项,由谷歌共同创始人Sergey Brin先生、俄罗斯企业家Yuri Milner与Julia Milner夫妇、Facebook共同创始人Mark Zuckerberg及Priscilla Chan夫妇、23andMe共同创始人Anne Wojcicki女士、以及腾讯首席执行官马化腾先生等共同资助。今年,科学突破奖总计将颁发1575万美元奖金,支持科学家们致力于解决最重大和最基本的科学问题。

参考资料:

WINNERS OF THE 2023 BREAKTHROUGH PRIZES IN LIFE SCIENCES, MATHEMATICS AND FUNDAMENTAL PHYSICS ANNOUNCED(来源:Breakthrough Prize官网)


注:图片来源为Breakthrough Prize官网


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