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2023年科學(xué)突破獎公布,他們因發(fā)現(xiàn)“嗜睡癥”病因而獲獎

北京科協(xié)

9 月 22 日,2023 年度科學(xué)突破獎(Breakthrough Prize)正式揭曉。

科學(xué)突破獎主要表彰在生命科學(xué)、基礎(chǔ)物理學(xué)和數(shù)學(xué)領(lǐng)域有杰出貢獻的人士。每位獲獎?wù)呖梢垣@得 300 萬美元的獎金,這是科學(xué)界獎金最高的個人獎,堪稱“科學(xué)界第一巨獎”。

2023 年度科學(xué)突破獎包括 3 項生命科學(xué)突破獎、1 項基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎、1 項數(shù)學(xué)突破獎,每項獎金 300 萬美元;

此外,此次也評出了 6 項新視野獎,每項獎金 10 萬美元,以及 3 項 Maryam Mirzakhani 新前沿獎,每項獎金 5 萬美元。

其中,斯坦福醫(yī)學(xué)院 Emmanuel Mignot 和筑波大學(xué) Masashi Yanagisawa 因在“發(fā)現(xiàn)嗜睡癥原因及推動睡眠障礙新療法開發(fā)”方面做出的突破性貢獻而獲得2023年“生物科學(xué)突破獎”。

圖|Emmanuel Mignot 和 Masashi Yanagisawa。

嗜睡癥是一種會睡眠過度的疾病,主要有兩種類型:原發(fā)性嗜睡癥和反復(fù)性嗜睡癥。兩者的癥狀相同,但發(fā)生頻率不同。

患有嗜睡癥的人會反復(fù)發(fā)生過度日間嗜睡(EDS),這和因晚上缺乏或中斷睡眠而導(dǎo)致的疲倦不同,這些人群被迫在白天的工作、吃飯或是在談話時多次地打盹。嗜睡癥患者在晚上也經(jīng)常會有過長時間的睡眠,且很難從長時的睡眠中醒來。

嗜睡癥的其他癥狀還有焦慮、逐漸增加的怒氣、逐漸降低的活力、坐立不安、思維緩慢、說話緩慢、沒有食欲、幻覺、記憶困難等。一些嗜睡癥患者還會無法維系原來的家庭、社會、職業(yè)或其他的社交關(guān)系。

原發(fā)性嗜睡癥會持續(xù)數(shù)月,甚至數(shù)年;反復(fù)性嗜睡癥會出現(xiàn)很多次,在正常睡眠和過度睡眠之間不斷地反復(fù),克萊恩-萊文癥候群是最有名的反復(fù)性嗜睡癥,患者一天內(nèi)通常會睡超過 18 個小時,卻不覺得清醒。

20 世紀(jì) 80 年代,Mignot 團隊開始對嗜睡癥犬進行雜交繁殖,以試圖識別與該病癥相關(guān)的基因,最終識別出編碼大腦中兩種膜受體的基因。

膜受體位于細(xì)胞內(nèi)壁并檢測細(xì)胞外的分子,某些分子會激活受體,引發(fā)一連串反應(yīng),通常會導(dǎo)致生物體行為發(fā)生變化。

不過,Mignot 并不清楚這些新發(fā)現(xiàn)的受體的功能是什么,更不用說它們對哪些分子有反應(yīng)了。

大約在同一時間,Yanagisawa 團隊正在努力通過觀察哪些蛋白質(zhì)樣分子激活數(shù)百個受體來確定它們的作用。

他們通過從動物大腦中提取肽混合物并對其進行提煉來做到這一點,直到他們能夠分離出哪些特定的肽激活了某種受體。他們的第一個目標(biāo)是 Mignot 也在研究的受體,他們發(fā)現(xiàn)它對兩種以前未知的肽(現(xiàn)在被稱為 orexin-A 和 orexin-B)有反應(yīng)。

隨后,Yanagisawa 團隊禁用了小鼠體內(nèi)產(chǎn)生食欲素的基因,并發(fā)現(xiàn)這些通常夜間活動的動物竟然在晚上周期性地陷入睡眠,當(dāng)他們在晚上將食欲素注射到這些老鼠的大腦中時,它們能夠保持清醒。

總之,這些發(fā)現(xiàn)不僅揭示了與嗜睡癥有關(guān)的膜受體,而且揭示了通常與該受體結(jié)合以誘導(dǎo)清醒的兩種食欲素。進一步的研究證實,嗜睡癥患者不會產(chǎn)生食欲素。

正如官方給出的獲獎理由,他們的工作“發(fā)現(xiàn)了嗜睡癥是由少量產(chǎn)生促進清醒物質(zhì)的腦細(xì)胞的減少引起的,為開發(fā)睡眠障礙的新療法鋪平了道路”。

基于以上貢獻,Mignot 和 Yanagisawa 被授予“生命科學(xué)突破獎”。

附 2023 年科學(xué)突破獎及新視野獎獲獎名單:

▼ 2023 年“生物科學(xué)突破獎”

獲獎?wù)撸?/p>

Emmanuel Mignot(斯坦福醫(yī)學(xué)院)Masashi Yanagisawa(筑波大學(xué))

獲獎理由:

發(fā)現(xiàn)嗜睡癥是由少量產(chǎn)生促進清醒物質(zhì)的腦細(xì)胞的減少引起的,為開發(fā)睡眠障礙的新療法鋪平了道路。(For discovering that narcolepsy is caused by the loss of a small population of brain cells that make a wake-promoting substance, paving the way for the development of new treatments for sleep disorders.)

獲獎?wù)撸?/p>

Clifford P. Brangwynne(普林斯頓大學(xué))Anthony A. Hyman(馬克斯·普朗克分子細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)研究所)

獲獎理由:

發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞組織內(nèi)由蛋白質(zhì)和 RNA 通過相分離形成無膜細(xì)胞器的基本機制。(For discovering a fundamental mechanism of cellular organization mediated by phase separation of proteins and RNA into membraneless liquid droplets.)

獲獎?wù)撸?/p>

Demis Hassabis(DeepMind)John Jumper(DeepMind)

獲獎理由:

開發(fā)了一種深度學(xué)習(xí)方法,可以從蛋白質(zhì)的氨基酸序列快速準(zhǔn)確地預(yù)測出蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。(For developing a deep learning AI method that rapidly and accurately predicts the three-dimensional structure of proteins from their amino acid sequence.)

▼ 2023 年“基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎”

獲獎?wù)撸?/p>

Charles H. Bennett(IBM 托馬斯·J·沃森研究中心)Gilles Brassard(蒙特利爾大學(xué))David Deutsch(牛津大學(xué))Peter W. Shor(麻省理工學(xué)院)

獲獎理由:

在量子信息領(lǐng)域的基礎(chǔ)工作方面做出了突出貢獻。(For foundational work in the field of quantum information.)

▼ 2****023 年“數(shù)學(xué)突破獎”

獲獎?wù)撸?/p>

Daniel A. Spielman(耶魯大學(xué))

獲獎理由:

在理論計算機科學(xué)和數(shù)學(xué)方面做出了突破性貢獻,包括譜圖論、卡迪森-辛格問題、數(shù)值線性代數(shù)、最佳化問題和編碼理論。(For breakthrough contributions to theoretical computer science and mathematics, including to spectral graph theory, the Kadison-Singer problem, numerical linear algebra, optimization, and coding theory.)

▼ 2023 年“物理學(xué)新視野獎”

獲獎?wù)撸?/p>

David Simmons-Duffin(美國加州理工學(xué)院)

獲獎理由:

推動了研究共形場論的分析和數(shù)值技術(shù)的發(fā)展,包括描述液體蒸氣臨界點和超流體相變的理論。(For the development of analytical and numerical techniques to study conformal field theories, including the ones describing the liquid vapor critical point and the superfluid phase transition.)

獲獎?wù)撸?/p>

Anna Grassellino(費米實驗室)

獲獎理由:

發(fā)現(xiàn)了鈮超導(dǎo)射頻腔的主要性能增強,應(yīng)用范圍從加速器物理到量子器件。(For the discovery of major performance enhancements to niobium superconducting radio-frequency cavities, with applications ranging from accelerator physics to quantum devices.)

獲獎?wù)撸?/p>

Hannes Bernien(美國芝加哥大學(xué))Manuel Endres(美國加州理工學(xué)院)Adam M. Kaufman(實驗天體物理聯(lián)合研究所、美國國家標(biāo)準(zhǔn)暨技術(shù)研究院、科羅拉多大學(xué))Kang-Kuen Ni(哈佛大學(xué))Hannes Pichler(因斯布魯克大學(xué)、奧地利科學(xué)院)

獲獎理由:

推動了光鑷陣列的發(fā)展,以實現(xiàn)對單個原子的控制,以及在量子信息科學(xué)、計量學(xué)和分子物理學(xué)的應(yīng)用。(For the development of optical tweezer arrays to realize control of individual atoms for applications in quantum information science, metrology, and molecular physics.)

▼ 2023 年“數(shù)學(xué)新視野獎”

獲獎?wù)撸?/p>

Ana Caraiani(倫敦帝國理工學(xué)院、波恩大學(xué))

獲獎理由:

對朗蘭茲綱領(lǐng)做出多項革命性的貢獻,特別是與 Peter Scholze 在志村簇 Hodge-Tate period map 及其應(yīng)用方面的工作。(For diverse transformative contributions to the Langlands program, and in particular for work with Peter Scholze on the Hodge-Tate period map for Shimura varieties and its applications.)

獲獎?wù)撸?/p>

Ronen Eldan(魏茲曼科學(xué)研究所、微軟研究院)

獲獎理由:

創(chuàng)建了隨機定位法,在高維幾何和概率的幾個開放問題上取得了重大進展,包括 Jean Bourgain 的切片問題和 KLS 猜想。(For the creation of the stochastic localization method, that has led to significant progress in several open problems in high-dimensional geometry and probability, including Jean Bourgain's slicing problem and the KLS conjecture.)

獲獎?wù)撸?/p>

James Maynard(牛津大學(xué))

獲獎理由:

在解析數(shù)論領(lǐng)域做出了多項貢獻,特別是在素數(shù)分布方面。(For multiple contributions to analytic number theory, and in particular to the distribution of prime numbers.)

▼ 2023 年“Maryam Mirzakhani 新前沿獎”

獲獎?wù)撸?/p>

Maggie Miller(斯坦福大學(xué)、克雷數(shù)學(xué)研究所)

獲獎理由:

在四維流形中的纖維帶結(jié)和表面方面做出了突出貢獻。(For work on fibered ribbon knots and surfaces in 4-dimensional manifolds.)

獲獎?wù)撸?/p>

Jinyoung Park(斯坦福大學(xué))

獲獎理由:

為解決有關(guān)閾值和選擇器過程的幾個主要猜想做出了突出貢獻。(For contributions to the resolution of several major conjectures on thresholds and selector processes.)

獲獎?wù)撸?/p>

Vera Traub(波恩大學(xué))

獲獎理由:

在經(jīng)典組合優(yōu)化問題中的近似結(jié)果方面做出了突出貢獻,包括旅行推銷員問題和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。(For advances in approximation results in classical combinatorial optimization problems, including the traveling salesman problem and network design.)

參考鏈接:

https://breakthroughprize.org/News/73

https://en.wikipedia.org/wiki/Hypersomnia

https://www.newscientist.com/article/2339153-scientists-who-discovered-cause-of-narcolepsy-win-breakthrough-prize/

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