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

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”

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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”

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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/

內(nèi)容來自：學(xué)術(shù)頭條