2026年诺贝尔生理学或医学奖颁给了光遗传学

知社学术圈

2026年诺贝尔生理学或医学奖授予 Karl Deisseroth、Peter Hegemann 和 Georg Nagel，以表彰他们“在光门控离子通道和光遗传学方面的发现”。其中，斯坦福大学教授 Karl Deisseroth 是华人科学家张锋的博士导师，本次诺奖颁奖词提及的2005年发表于Nature Neuroscience的关键论文，张锋正是第二署名作者，参与其中。张锋曾因在CRISPR-Cas9基因编辑技术开发及其在哺乳动物细胞中的应用方面作出的重要贡献，被视为2020年诺贝尔化学奖的热门人选。

获奖者简介

2026 Nobel Prize

KARL DEISSEROTH

美国霍华德·休斯医学研究所、斯坦福大学

美国神经科学家

卡尔·戴塞尔罗特（Karl Alexander Deisseroth），美国神经科学家，1971年出生于美国马萨诸塞州波士顿。1992年，从哈佛大学毕业，获得生物化学科学学士学位。随后进入斯坦福大学并于1998年获得神经科学博士学位。博士毕业后，他继续在斯坦福大学接受医学训练，完成精神医学住院医师培训，并逐渐将临床精神疾病研究与基础神经科学结合起来。

2004年，戴塞尔罗特加入斯坦福大学任教，现任斯坦福大学生物工程系和精神病学与行为科学系教授，同时担任霍华德·休斯医学研究所（HHMI）研究员。他长期在斯坦福大学开展神经科学研究，并参与精神疾病临床工作，主要关注抑郁症、自闭症谱系障碍等疾病背后的神经回路机制。

他的主要研究领域包括系统神经科学、生物工程和精神医学，重点研究如何利用新的技术手段解析大脑神经回路的结构和功能。其中最具影响力的成果是推动光遗传学（Optogenetics）技术的发展。该技术通过将微生物来源的光敏蛋白引入特定神经元，使研究人员能够利用光信号在极高精度下控制神经细胞活动，从而直接验证某些神经回路与行为之间的因果关系。这一技术改变了传统神经科学主要依靠观察脑活动的研究方式，使科学家能够像控制电子线路一样“开关”特定脑区，对理解运动、情绪、决策以及精神疾病机制产生深远影响。

除光遗传学外，戴塞尔罗特还开发了CLARITY透明脑技术，通过水凝胶化学方法使脑组织透明化，同时保留神经结构和分子信息，使研究人员能够更清晰地观察复杂神经网络。这些工作推动了现代神经科学从描述性研究走向精确操控和因果分析，被认为是21世纪脑科学研究的重要技术突破。

戴塞尔罗特曾获得多项国际重要科学荣誉，包括2005年美国国立卫生研究院（NIH）主任先锋奖、2015年生命科学突破奖、2018年京都奖、2020年海尼根医学奖、2021年拉斯克基础医学奖、2022年路易莎·格罗斯·霍维茨奖以及2023年日本奖等。他还先后当选美国国家医学院院士（2010年）、美国国家科学院院士（2012年）以及美国国家工程院院士（2019年）。

2026 Nobel Prize

Peter Hegemann

德国柏林洪堡大学

德国生物物理学家

彼得·赫格曼（Peter Hegemann），德国生物物理学家，1954年出生于德国明斯特，1975年进入明斯特大学，随后转入慕尼黑大学继续深造，并于1984年在德国马克斯·普朗克生物化学研究所获得生物化学博士学位，导师为著名生物物理学家迪特·奥斯特赫尔特（Dieter Oesterhelt）。他的博士研究围绕盐生古菌中的视紫红质蛋白（halorhodopsin）展开，为其后来研究光敏蛋白与光控细胞活动奠定了基础。

博士毕业后，赫格曼曾前往美国纽约州锡拉丘兹大学进行博士后研究，随后返回德国，于1986年加入马克斯·普朗克生物化学研究所，领导膜生物化学方向研究团队。1993年，他出任雷根斯堡大学生物化学教授。2004年，他转任柏林洪堡大学实验生物物理学教授，之后担任神经科学赫蒂高级研究教授，长期从事光生物学、生物物理学和神经科学交叉研究。

赫格曼的主要研究领域包括分子生物物理学、光生物学、膜蛋白结构与功能以及神经科学技术开发。他长期研究绿藻（Chlamydomonas）如何感知光线并进行趋光运动，发现了一类具有光控离子通道功能的蛋白——通道视紫红质（channelrhodopsins）。这些蛋白能够在光照刺激下打开细胞膜上的离子通道，使研究人员可以利用光信号控制细胞电活动。

他的最重要贡献是发现并阐明通道视紫红质的功能机制，为光遗传学（Optogenetics）的诞生奠定了核心基础。光遗传学通过将光敏蛋白导入特定细胞，使科学家能够利用光精确控制神经元活动，从而研究大脑神经回路与行为之间的因果关系。赫格曼与德国科学家格奥尔格·纳格尔（Georg Nagel）、恩斯特·巴姆贝格（Ernst Bamberg）等人完成了通道视紫红质的发现和功能解析，随后该技术被卡尔·戴塞尔罗特（Karl Deisseroth）等神经科学家用于动物脑神经回路研究，最终发展成为现代神经科学的重要工具。

由于在光遗传学领域的开创性贡献，赫格曼获得了多项国际重要科学荣誉，包括2010年威利生物医学奖（Wiley Prize in Biomedical Sciences）、2013年路易斯·让泰医学奖（Louis-Jeantet Prize for Medicine）、2013年格雷特·伦德贝克欧洲脑研究奖（The Brain Prize）、2019年美国物理学会拉姆福德奖（Rumford Prize）、2020年邵逸夫生命科学与医学奖（Shaw Prize）、2021年拉斯克基础医学奖（Albert Lasker Award for Basic Medical Research）以及2022年路易莎·格罗斯·霍维茨奖（Louisa Gross Horwitz Prize）等。

赫格曼还当选德国国家科学院莱奥波尔迪娜院士（Leopoldina）、欧洲分子生物学组织（EMBO）成员、柏林-勃兰登堡科学院成员以及美国国家科学院院士等学术荣誉成员。

2026 Nobel Prize

Georg Nagel

德国维尔茨堡大学

德国生物物理学家

格奥尔格·纳格尔（Georg Nagel），德国生物物理学家，1953年出生于德国魏因加滕。*早年在德国康斯坦茨大学学习生物学和生物物理学，随后进入法兰克福大学和马克斯·普朗克生物物理研究所开展博士研究，并于1988年获得生物学和生物物理学博士学位。博士阶段，他开始研究微生物视紫红质（microbial rhodopsins）等光敏蛋白，为其后来发现光控离子通道奠定了基础。

博士毕业后，纳格尔赴美国耶鲁大学和洛克菲勒大学进行博士后研究。1992年，他回到德国，加入马克斯·普朗克生物物理研究所，领导生物物理化学研究团队。2004年，他出任德国维尔茨堡大学分子植物生理学与生物物理学教授，之后研究方向进一步延伸至神经生理学领域，长期从事光感受蛋白和光遗传学工具开发研究。

纳格尔的主要研究领域包括分子生物物理学、微生物光感受机制、膜蛋白功能以及光遗传学（Optogenetics）。他的研究重点是理解微生物如何感知光线，以及如何利用天然光敏蛋白调控细胞电活动。

他的核心贡献是发现并阐明通道视紫红质（Channelrhodopsin）的功能机制，这是现代光遗传学技术的关键基础之一。纳格尔与彼得·赫格曼（Peter Hegemann）合作研究绿藻（Chlamydomonas reinhardtii）的光感知系统，通过将绿藻来源的视紫红质蛋白表达于动物细胞中，证明这些蛋白能够形成受光控制的离子通道。2002年，他发现并命名了通道视紫红质1（Channelrhodopsin-1, ChR1），随后在2003年进一步证明通道视紫红质2（Channelrhodopsin-2, ChR2）能够在蓝光刺激下直接改变细胞膜电位，使细胞产生电活动。

这些发现为光遗传学的发展提供了核心工具。此后，卡尔·戴塞尔罗特（Karl Deisseroth）等神经科学家将ChR2应用于神经元研究，使科学家能够利用光信号精准控制特定神经细胞的活动，从而研究大脑神经回路与行为之间的因果关系。纳格尔的工作使光遗传学从基础生物物理研究走向神经科学革命性技术，并推动了脑科学、神经疾病研究以及未来神经调控治疗的发展。

纳格尔曾获得多项国际重要科学荣誉，包括2010年威利生物医学奖（Wiley Prize in Biomedical Sciences）、2010年卡尔·海因茨·贝克尔茨奖（Karl Heinz Beckurts Prize）、2012年祖尔赫奖（Zülch Prize）、2013年路易斯-让泰医学奖（Louis-Jeantet Prize for Medicine）、2013年欧洲脑研究奖（The Brain Prize）、2019年美国艺术与科学院拉姆福德奖（Rumford Prize）以及2020年邵逸夫生命科学与医学奖（Shaw Prize）。2015年，他当选欧洲分子生物学组织（EMBO）成员。

成果介绍

2026年诺贝尔生理学或医学奖表彰的是光遗传学，这种方法为人们揭示了：活体大脑中的神经细胞如何塑造记忆、情感和行为。Peter Hegemann 和 Georg Nagel 在一种单细胞藻类中发现了一种非凡的蛋白质：通道视紫红质。Karl Deisseroth 将这种蛋白质变成了神经细胞的光控开关。三位获奖者为神经科学新时代奠定了基础。

大脑如何控制情感、行为和身体机能，长期以来一直是个谜。20世纪，研究人员开始探究大脑的哪些区域影响哪些功能，但受所用方法的限制，他们无法证明其中的因果关系。他们由此形成的大脑图景，就像一张粗略的地图，充满了问号和未知。但如今，这一切正在改变。“光遗传学让我们有机会以一种过去只能梦想的方式绘制大脑图谱。”诺贝尔生理学或医学奖委员会主席 Per Svenningsson 说。

这一切始于 Peter Hegemann 的好奇心。他想知道，衣藻这种单细胞藻类为什么能够游向光源。21世纪初，他与 Georg Nagel 发现了通道视紫红质，这是一种位于藻类细胞表面、具有独特性质的蛋白质。当蓝光照射它时，贯穿该蛋白质的通道便会打开。随后，带电离子流入细胞，产生电脉冲。他们发现，无论将这种蛋白质引入哪种细胞，这些细胞都会变得对光敏感。Karl Deisseroth 将编码通道视紫红质的基因引入大鼠神经细胞。通过用蓝光照射这些细胞，他成功触发了神经信号。他于2005年发表了这一突破性成果。两年后，他让这种神经细胞的光控开关在活体小鼠的大脑中发挥了作用。

这种用光控制神经信号的方法，如今被称为光遗传学，并迅速在全球产生了影响。借助光遗传学，研究人员得以揭示控制特定记忆、情感和行为的神经环路，而这些内容与神经系统疾病及精神疾病有关。在临床医学领域，研究人员正尝试利用这种方法，帮助视力受损者恢复视觉。

光遗传学从根本上改变了人们对大脑的认识。其进展日新月异，正推动人们理解：我们不可思议的大脑究竟如何运作。

诺贝尔生理学或医学奖旨在奖励那些对人类在生理学或医学领域里作出突出贡献的科学家。迄今为止，最年轻的诺贝尔生理学或医学奖获得者是弗雷德里克·班廷（Frederick G.Banting），他在1923年获奖时，年仅32岁；最年长的是佩顿·罗斯（Peyton Rous），他在1966年获奖时，已经87岁。2015年，中国药学家屠呦呦与爱尔兰医学家威廉·坎贝尔、日本科学家大村智分享诺贝尔生理学或医学奖，成为第一位获得该奖的中国本土科学家。

诺贝尔奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔的部分遗产作为基金创立的，诺贝尔奖包括金质奖章、证书和奖金支票。在遗嘱中他提出，将部分遗产（920万美元）作为基金，以其利息分设物理、化学、生理或医学、文学及和平（后添加了‘经济’奖）5种奖金，授予世界各国在这些领域对人类做出重大贡献的学者。2023年每项诺贝尔奖的奖金都将增加100万瑞典克朗，达到1100万瑞典克朗。