AlphaFold 生物分子凝聚物和发作性睡病获得突破性奖项

俗称“科学奥斯卡”的2023年突破奖获奖者于昨天公布。该奖项旨在表彰在生命科学、基础物理学和数学领域做出改变游戏规则的发现的科学家。每个奖金为3万美元。

今年生命科学类别的奖项授予了CliffordBrangwynne和AnthonyHyman，因为他们发现了一种新的细胞组织机制，DemisHassabis和JohnJumper开发了准确预测蛋白质结构的AI系统，EmmanuelMignot和MasashiYanagisawa发现了发作性睡病的分子原因。

“神经退行性疾病的突破，人工智能解决蛋白质结构，等等......”商业巨头谢尔盖·布林(SergeyBrin)是突破奖基金会(BreakthroughPrizeFoundation)的联合创始人和赞助商，他说：“这是值得庆祝的令人难以置信的进步。

细胞组织的新机制

到目前为止，细胞内部被设想为一个膜囊，其中充满了随机相互作用的分子，膜细胞器负责专门的活动。在马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所(MPI-CBG)负责人、露点治疗学联合创始人安东尼·海曼博士实验室的开创性工作;化学和生物工程教授，普林斯顿生物工程计划主任，NereidTherapeutics的联合创始人CliffordBrangwynne博士发现了一种新的细胞机制，这种机制基于生物分子凝聚物在细胞通信和组织中的作用。他们获得了生命科学领域的三个突破奖之一。

除了在膜结合细胞器中定位细胞活性外，Hyman和Brangwynne还发现了一种新的物理原理，在没有膜外壳的情况下，将蛋白质和其他生物分子之间的相互作用集中在细胞内。细胞中生物反应的这些瞬时坩埚由动态液滴组成，这些液滴通过相分离快速自发地形成，就像水中的油滴一样。Hyman，Brangwynne等人已经表明，这些液体冷凝物在细胞过程中发挥作用，例如信号转导，细胞分裂，细胞核中核仁的组装以及染色质的调节。基于这些新发现的持续研究可能会导致神经退行性疾病的临床应用，如肌萎缩侧索硬化症和阿尔茨海默病。

睡眠障碍的原因

虽然所有动物都在睡觉，但科学才刚刚开始揭开它的奥秘、生物学的必要性、梦的原因以及睡眠和清醒状态之间的过渡。发作性睡病是一种罕见的慢性神经性睡眠障碍，会扰乱睡眠-觉醒周期，导致患者过度睡眠或在活动中突然入睡，为神秘的睡眠机制提供了线索。

斯坦福大学医学院睡眠科学中心主任EmmanuelMignot博士和筑波大学教授MasashiYanagisawa博士的实验室研究聚集在一起，发现蛋白食欲素(也称为hypocretin)的丢失会导致动物和人类的发作性睡病。在狗中，发作性睡病是由结合食欲素的神经受体突变引起的，而在人类中，免疫系统错误地攻击产生食欲素的细胞以引发发作性睡病。

基于这些发现，除了旨在诱导睡眠的药物外，还开发了刺激食欲素受体和逆转患者发作性睡病症状的药物。Mignot和Yanagisawa的工作表明，发作性睡病是一种具有自身免疫起源的神经退行性疾病。这些发现揭示了睡眠-觉醒周期的基本机制，并增加了越来越多的证据表明神经元的选择性丧失是神经退行性疾病的基础。

预测蛋白质结构

生物学中最大的障碍之一是从序列数据预测功能蛋白的三维结构。准确预测蛋白质(细胞的主力)的结构是了解基本生物学机制和开发靶向疗法的关键。DeepMind开发的人工智能系统AlphaFold2标志着结构生物学的范式转变，通过高精度地从蛋白质的氨基酸序列预测蛋白质的3D结构。Alphabet子公司DeepMind的首席执行官兼联合创始人DemisHassabis博士和DeepMind的资深科学家JohnJumper博士是AI系统开发背后的领导者。Hassabis和Jumper与他们在DeepMind的团队一起构思并构建了深度学习系统，该系统现在可供科学家免费使用。

自两年前开发以来，AlphaFold2已经彻底改变了生命科学。它预测了来自生命之树的200亿种蛋白质的结构，这些蛋白质现在可以在公共数据库中获得。该程序将确定蛋白质结构所花费的时间从数月或数年减少到数小时或数分钟。AlphaFold2有益于药物设计、疫苗开发、合成生物学、纳米技术和对基础生物学的理解。

除了主要奖项之外，还有六个新视野奖，每个100万美元，分配给000位已经对他们的领域产生重大影响的早期职业科学家和数学家。此外，三个MaryamMirzakhani新前沿奖，每个11，50美元，颁发给最近完成博士学位并取得重要成果的女数学家。

每个领域的过去突破奖获得者组成了评选委员会。突破奖由SergeyBrin，PriscillaChan，MarkZuckerberg，Julia和YuriMilner以及AnneWojcicki创立，由他们在过去十一年中建立的基金会赞助。

ChanZuckerbergInitiative的联合创始人兼联合首席执行官PriscillaChan和MarkZuckerberg表示：“这些获奖者和早期职业科学家正在推动研究和科学的界限，我们很高兴能够表彰他们的成就。

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