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2023年科学突破奖公布,他们因发现“嗜睡症”病因获奖

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9 月 22 日,2023 年度科学突破奖(Breakthrough Prize)正式揭晓。

科学突破奖主要表彰在生命科学、基础物理学和数学领域有杰出贡献的人士。每位获奖者可以获得 300 万美元的奖金,这是科学界奖金最高的个人奖,堪称“科学界第一巨奖”。

2023 年度科学突破奖包括 3 项生命科学突破奖、1 项基础物理学突破奖、1 项数学突破奖,每项奖金 300 万美元;

此外,此次也评出了 6 项新视野奖,每项奖金 10 万美元,以及 3 项 Maryam Mirzakhani 新前沿奖,每项奖金 5 万美元。

其中,斯坦福医学院 Emmanuel Mignot 和筑波大学 Masashi Yanagisawa 因在“发现嗜睡症原因及推动睡眠障碍新疗法开发”方面做出的突破性贡献而获得2023年“生物科学突破奖”。

嗜睡症是一种会睡眠过度的疾病,主要有两种类型:原发性嗜睡症和反复性嗜睡症。两者的症状相同,但发生频率不同。

患有嗜睡症的人会反复发生过度日间嗜睡(EDS),这和因晚上缺乏或中断睡眠而导致的疲倦不同,这些人群被迫在白天的工作、吃饭或是在谈话时多次地打盹。嗜睡症患者在晚上也经常会有过长时间的睡眠,且很难从长时的睡眠中醒来。

嗜睡症的其他症状还有焦虑、逐渐增加的怒气、逐渐降低的活力、坐立不安、思维缓慢、说话缓慢、没有食欲、幻觉、记忆困难等。一些嗜睡症患者还会无法维系原来的家庭、社会、职业或其他的社交关系。

原发性嗜睡症会持续数月,甚至数年;反复性嗜睡症会出现很多次,在正常睡眠和过度睡眠之间不断地反复,克莱恩-莱文症候群是最有名的反复性嗜睡症,患者一天内通常会睡超过 18 个小时,却不觉得清醒。

20 世纪 80 年代,Mignot 团队开始对嗜睡症犬进行杂交繁殖,以试图识别与该病症相关的基因,最终识别出编码大脑中两种膜受体的基因。

膜受体位于细胞内壁并检测细胞外的分子,某些分子会激活受体,引发一连串反应,通常会导致生物体行为发生变化。

不过,Mignot 并不清楚这些新发现的受体的功能是什么,更不用说它们对哪些分子有反应了。

大约在同一时间,Yanagisawa 团队正在努力通过观察哪些蛋白质样分子激活数百个受体来确定它们的作用。

他们通过从动物大脑中提取肽混合物并对其进行提炼来做到这一点,直到他们能够分离出哪些特定的肽激活了某种受体。他们的第一个目标是 Mignot 也在研究的受体,他们发现它对两种以前未知的肽(现在被称为 orexin-A 和 orexin-B)有反应。

随后,Yanagisawa 团队禁用了小鼠体内产生食欲素的基因,并发现这些通常夜间活动的动物竟然在晚上周期性地陷入睡眠,当他们在晚上将食欲素注射到这些老鼠的大脑中时,它们能够保持清醒。

总之,这些发现不仅揭示了与嗜睡症有关的膜受体,而且揭示了通常与该受体结合以诱导清醒的两种食欲素。进一步的研究证实,嗜睡症患者不会产生食欲素。

正如官方给出的获奖理由,他们的工作“发现了嗜睡症是由少量产生促进清醒物质的脑细胞的减少引起的,为开发睡眠障碍的新疗法铺平了道路”。

基于以上贡献,Mignot 和 Yanagisawa 被授予“生命科学突破奖”。

附 2023 年科学突破奖及新视野奖获奖名单:

▼ 2023 年“生物科学突破奖”

获奖者:

Emmanuel Mignot(斯坦福医学院)Masashi Yanagisawa(筑波大学)

获奖理由:

发现嗜睡症是由少量产生促进清醒物质的脑细胞的减少引起的,为开发睡眠障碍的新疗法铺平了道路。(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.)

获奖者:

Clifford P. Brangwynne(普林斯顿大学)Anthony A. Hyman(马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所)

获奖理由:

发现了细胞组织内由蛋白质和 RNA 通过相分离形成无膜细胞器的基本机制。(For discovering a fundamental mechanism of cellular organization mediated by phase separation of proteins and RNA into membraneless liquid droplets.)

获奖者:

Demis Hassabis(DeepMind)John Jumper(DeepMind)

获奖理由:

开发了一种深度学习方法,可以从蛋白质的氨基酸序列快速准确地预测出蛋白质的三维结构。(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“基础物理学突破奖”

获奖者:

Charles H. Bennett(IBM 托马斯·J·沃森研究中心)Gilles Brassard(蒙特利尔大学)David Deutsch(牛津大学)Peter W. Shor(麻省理工学院)

获奖理由:

在量子信息领域的基础工作方面做出了突出贡献。(For foundational work in the field of quantum information.)

2023 年“数学突破奖”

获奖者:

Daniel A. Spielman(耶鲁大学)

获奖理由:

在理论计算机科学和数学方面做出了突破性贡献,包括谱图论、卡迪森-辛格问题、数值线性代数、最佳化问题和编码理论。(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“物理学新视野奖”

获奖者:

David Simmons-Duffin(美国加州理工学院)

获奖理由:

推动了研究共形场论的分析和数值技术的发展,包括描述液体蒸气临界点和超流体相变的理论。(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.)

获奖者:

Anna Grassellino(费米实验室)

获奖理由:

发现了铌超导射频腔的主要性能增强,应用范围从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.)

获奖者:

Hannes Bernien(美国芝加哥大学)Manuel Endres(美国加州理工学院)Adam M. Kaufman(实验天体物理联合研究所、美国国家标准暨技术研究院、科罗拉多大学)Kang-Kuen Ni(哈佛大学)Hannes Pichler(因斯布鲁克大学、奥地利科学院)

获奖理由:

推动了光镊阵列的发展,以实现对单个原子的控制,以及在量子信息科学、计量学和分子物理学的应用。(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“数学新视野奖”

获奖者:

Ana Caraiani(伦敦帝国理工学院、波恩大学)

获奖理由:

对朗兰兹纲领做出多项革命性的贡献,特别是与 Peter Scholze 在志村簇 Hodge-Tate period map 及其应用方面的工作。(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.)

获奖者:

Ronen Eldan(魏兹曼科学研究所、微软研究院)

获奖理由:

创建了随机定位法,在高维几何和概率的几个开放问题上取得了重大进展,包括 Jean Bourgain 的切片问题和 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.)

获奖者:

James Maynard(牛津大学)

获奖理由:

在解析数论领域做出了多项贡献,特别是在素数分布方面。(For multiple contributions to analytic number theory, and in particular to the distribution of prime numbers.)

▼ 2023 年“Maryam Mirzakhani 新前沿奖”

获奖者:

Maggie Miller(斯坦福大学、克雷数学研究所)

获奖理由:

在四维流形中的纤维带结和表面方面做出了突出贡献。(For work on fibered ribbon knots and surfaces in 4-dimensional manifolds.)

获奖者:

Jinyoung Park(斯坦福大学)

获奖理由:

为解决有关阈值和选择器过程的几个主要猜想做出了突出贡献。(For contributions to the resolution of several major conjectures on thresholds and selector processes.)

获奖者:

Vera Traub(波恩大学)

获奖理由:

在经典组合优化问题中的近似结果方面做出了突出贡献,包括旅行推销员问题和网络设计。(For advances in approximation results in classical combinatorial optimization problems, including the traveling salesman problem and network design.)

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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