2023年科学突破奖公布,他们因发现“嗜睡症”病因获奖

9月22日,2023年度科学突破奖(BreakthroughPrize)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MaryamMirzakhani新前沿奖,每项奖金5万美元。

其中,斯坦福医学院EmmanuelMignot和筑波大学MasashiYanagisawa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”。

图|EmmanuelMignot和MasashiYanagisawa。

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:

EmmanuelMignot(斯坦福医学院)MasashiYanagisawa(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。(Fordiscoveringthatnarcolepsyiscausedbythelossofasmallpopulationofbraincellsthatmakeawake-promotingsubstance,pavingthewayforthedevelopmentofnewtreatmentsforsleepdisorders.)

获奖者:

CliffordP.Brangwynne(普林斯顿大学)AnthonyA.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。(FordiscoveringafundamentalmechanismofcellularorganizationmediatedbyphaseseparationofproteinsandRNAintomembranelessliquiddroplets.)

获奖者:

DemisHassabis(DeepMind)JohnJumper(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。(FordevelopingadeeplearningAImethodthatrapidlyandaccuratelypredictsthethree-dimensionalstructureofproteinsfromtheiraminoacidsequence.)

▼2023年“基础物理学突破奖”

获奖者:

CharlesH.Bennett(IBM托马斯·J·沃森研究中心)GillesBrassard(蒙特利尔大学)DavidDeutsch(牛津大学)PeterW.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。(Forfoundationalworkinthefieldofquantuminformation.)

▼2023年“数学突破奖”

获奖者:

DanielA.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。(Forbreakthroughcontributionstotheoreticalcomputerscienceandmathematics,includingtospectralgraphtheory,theKadison-Singerproblem,numericallinearalgebra,optimization,andcodingtheory.)

▼2023年“物理学新视野奖”

获奖者:

DavidSimmons-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。(Forthedevelopmentofanalyticalandnumericaltechniquestostudyconformalfieldtheories,includingtheonesdescribingtheliquidvaporcriticalpointandthesuperfluidphasetransition.)

获奖者:

AnnaGrassellino(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。(Forthediscoveryofmajorperformanceenhancementstoniobiumsuperconductingradio-frequencycavities,withapplicationsrangingfromacceleratorphysicstoquantumdevices.)

获奖者:

HannesBernien(美国芝加哥大学)ManuelEndres(美国加州理工学院)AdamM.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-KuenNi(哈佛大学)HannesPichler(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。(Forthedevelopmentofopticaltweezerarraystorealizecontrolofindividualatomsforapplicationsinquantuminformationscience,metrology,andmolecularphysics.)

▼2023年“数学新视野奖”

获奖者:

AnaCaraiani(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PeterScholze在志村簇Hodge-Tateperiodmap及其应用方面的工作。(FordiversetransformativecontributionstotheLanglandsprogram,andinparticularforworkwithPeterScholzeontheHodge-TateperiodmapforShimuravarietiesanditsapplications.)

获奖者:

RonenEldan(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JeanBourgain的切片问题和KLS猜想。(Forthecreationofthestochasticlocalizationmethod,thathasledtosignificantprogressinseveralopenproblemsinhigh-dimensionalgeometryandprobability,includingJeanBourgain'sslicingproblemandtheKLSconjecture.)

获奖者:

JamesMaynard(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。(Formultiplecontributionstoanalyticnumbertheory,andinparticulartothedistributionofprimenumbers.)

▼2023年“MaryamMirzakhani新前沿奖”

获奖者:

MaggieMiller(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。(Forworkonfiberedribbonknotsandsurfacesin4-dimensionalmanifolds.)

获奖者:

JinyoungPark(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。(Forcontributionstotheresolutionofseveralmajorconjecturesonthresholdsandselectorprocesses.)

获奖者:

VeraTraub(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。(Foradvancesinapproximationresultsinclassicalcombinatorialoptimizationproblems,includingthetravelingsalesmanproblemandnetworkdesign.)

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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