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当地时间10月5日,瑞典卡罗琳医学院宣布,将2026年诺贝尔生理学或医学奖授予卡尔·戴塞洛斯(Karl Deisseroth)、彼得·黑格曼(Peter Hegemann)、格奥尔格·纳格尔(Georg Nagel)三位科学家,以表彰他们在光门控离子通道和光遗传学方面的发现。这项来自单细胞藻类的发现,把光变成控制神经细胞的“开关”,开启脑科学研究的全新时代。
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长久以来,大脑如何产生记忆、情绪、行为,一直是科学界最大谜题。过去研究只能观察脑活动,很难证明神经环路和行为之间的因果关系。而光遗传学,让科学家可以用光线精准激活或抑制特定神经元,毫秒级操控脑细胞活动,解开大脑运行的底层密码。
彼得·赫格曼(Peter Hegemann),德国洪堡大学学者。他最早在趋光单细胞绿藻中,发现一类奇特感光蛋白:通道视紫红质。藻类依靠这一蛋白感知光线、调整游动方向。赫格eman率先锁定该蛋白对应的基因,提出假说:这类蛋白是光控离子通道,受光照后可介导离子跨膜流动,把光信号转化为生物电信号,为光遗传学打下原始分子基础。
格奥尔格·纳格尔(Georg Nagel)接续赫格曼的发现,完成关键验证。他成功将通道视紫红质在动物细胞内表达,系统解析蛋白功能,证实光照可以打开离子通道、改变细胞膜电位。他证明这套来自藻类的感光分子,能够在动物细胞中正常工作。正是这项工作,证明了利用这类蛋白操控神经细胞具备可行性。
卡尔·戴塞罗斯(Karl Deisseroth),斯坦福大学教授、精神科医生,将分子发现转化为革命性科研工具。他把通道视紫红质基因导入神经元,实现用光精准控制活体动物大脑内特定神经细胞的开启与关闭。他搭建起完整光遗传学技术体系,同时开发CLARITY透明脑成像技术。如今全球上万间实验室使用这套技术,探索抑郁、癫痫、帕金森等神经精神疾病的发病机制,为脑病治疗开辟新思路。
从微小藻类蛋白,到操控大脑的科研利器,三位科学家接力完成从基础发现到技术落地的跨越。光遗传学不仅重塑基础神经科学,也推动临床转化:相关技术正在探索视力修复、神经调控疗法,有望为众多难治性脑疾病带来新方案。
诺奖评审委员会评价,三位获奖者的发现,让人类得以直接验证神经元与行为的因果关联,为理解大脑复杂功能奠定基石。
盘点近10年获奖得主及其成就
2025年
美国科学家玛丽·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔和日本科学家坂口志文 因 在外周免疫耐受方面的突破性发现 获奖 。
2024年
美国科学家维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆因发现微小核糖核酸及其在转录后基因调控中的作用获奖。
2023年
匈牙利-美国科学家考里科·卡塔林和美国医学家德鲁·韦斯曼因在核苷碱基修饰方面的发现,使针对新冠感染的有效信使核糖核酸(mRNA)疫苗的开发成为可能而获奖。
2022年
瑞典科学家斯万特·佩博因在已灭绝古人类基因组和人类进化研究方面所作出的贡献而获奖。
2021年
美国科学家大卫·朱利叶斯和阿登·帕塔普蒂安因在感受温度和触觉方面的发现获奖。
2020年
美国科学家哈维·阿尔特、查尔斯·赖斯以及英国科学家迈克尔·霍顿,因在发现丙型肝炎病毒方面所做出的贡献获奖。
2019年
美国科学家威廉·凯林、格雷格·塞门扎,以及英国科学家彼得·拉特克利夫获奖,以表彰他们在“发现细胞如何感知和适应氧气供应”方面所做出的贡献。
2018年
美国免疫学家詹姆斯·艾利森和日本免疫学家本庶佑,因发现抑制负免疫调节的癌症疗法,荣获诺贝尔生理学或医学奖。
2017年
美国科学家杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·扬因解释了许多动植物和人类是如何让生物节律适应随地球自转而来的昼夜变换的,获得诺贝尔生理学或医学奖。
2016年
日本分子细胞生物学家大隅良典因发现细胞自噬的机制,荣获2016年诺贝尔生理学或医学奖。
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来源:综合新华社、光明日报、中国新闻网
编辑:菲菲
审核:黄美辉、刘碧华
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