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锦上添花：2017年科学突破奖公布

知识分子 · 公众号 · 科学 · 2016-12-06 07:02

正文

►颁奖现场。图为科学突破奖的共同发起人扎克伯格（Mark Zuckerberg，左）、尤里·米尔纳（Yuri Milner，右）在台上演讲。本文图片均来自breakthrough.org

编译 | 徐鹏、余其身、李林（《知识分子》编译小组）

责编 | 陈晓雪

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2016年12月4日，以奖金优渥著称的科学突破奖（Breakthrough Prize）名单揭晓。

大隅良典等5名分子生物学家获得2017年生命科学突破奖，基础数学突破奖由1994年菲尔兹奖得主让·布尔甘（Jean Bourgain）获得，三位弦论理论物理学家则分享了基础物理学奖，他们将平分300万美元的奖金。另外，在今年早些时候，成功探测到引力波信号的LIGO团队获得科学突破奖特别奖。

►颁奖现场

科学突破奖

科学突破奖自2012年开始颁发，由俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳（Yuri Milner）等企业家共同设立，以奖励在生命科学、数学和基础物理学领域做出杰出贡献的科学家。谷歌创立者之一谢尔盖·布林（Sergey Brin）、23andMe公司创立者安妮·沃西基（Anne Wojcicki）和Facebook创立者扎克伯格（Mark Zuckerberg）及其夫人普莉希拉·陈（Priscilla Chan）、阿里巴巴集团创始人马云夫妇以及苹果公司董事长阿瑟·莱文森（Art Levinson）均为该奖项赞助人。科学突破奖每年的获奖者由上届获奖者组成的委员位选拔产生。

生命科学突破奖

生命科学突破奖旨在奖励对顽疾治疗和人类寿命延长领域的杰出研究，于2013年开始颁发。此次获奖的五位分子生物学家将分别获得300万美元的奖金。

斯蒂芬·埃利奇（Stephen J. Elledge）

►斯蒂芬·埃利奇（Stephen J. Elledge）

斯蒂芬·埃利奇，美国遗传学家，哈佛医学院和布莱根妇女医院教授，霍华德·休斯医学研究所研究员。

获奖理由

解释细胞如何响应DNA损伤，为理解癌症的发生发展和治疗癌症提供思路。

细胞中的DNA一直在经受各种攻击，但细胞有监测其DNA完整性的能力——埃利奇博士称之为一种化学的智慧（chemical intelligence）——进而激活各种防御系统。

埃利奇博士的研究兴趣十分广泛。2015年，他和他的团队报道了一组重要的测试结果：只用不到一滴血，就可以检测人接触过的所有病毒。这项测试具有巨大的潜力，可以被用来追踪疾病在不同种群中的传播以及研究人的免疫系统如何响应病毒，进而为慢性炎症和癌症提供理论基础。

去年，埃利奇博士还获得了一项大奖：拉斯克奖，此奖被誉为“北美的诺贝尔奖”。

哈里·诺勒（Harry F. Noller）

►哈里·诺勒（Harry F. Noller）领奖

哈里·诺勒，美国生物化学家，加州大学圣克鲁兹分校RNA分子生物学中心主任。

获奖理由

解析了核糖体的结构，阐明了RNA对核糖体组成的重要性。

核糖体是细胞内的蛋白加工工厂，看起来就像缠在一团的橡皮圈和螺旋线。通过解析它们的卷曲和折叠，科学家们可以更好地理解基因密码如何被翻译出来。

他和同事用X-射线晶体衍射获取了核糖体分子结构的第一张照片。他的工作阐明了核糖体是核糖核酸酶，其中包含一类催化化学反应的RNA分子，可把翻译出来的氨基酸缝合为蛋白质。

罗兰·努瑟（Roeland Nusse）

►罗兰·努瑟（Roeland Nusse）

罗兰·努瑟，斯坦福大学发育生物学教授，霍华德·休斯医学研究所研究员。1982年，努瑟发现了第一个Wnt基因。Wnt基因是Wnt信号通路的关键成员，在胚胎和干细胞发育、骨生长和癌症发展过程中发挥重要的作用，对成年人和发育的胚胎中细胞间的通讯也至关重要。

Wnt信号通路在所有的动物中都存在。它参与多种生理过程，包括诱发小鼠乳腺癌和帮助编排果蝇的躯体构造。Wnt信号通路已经成为了机体的重要组成部分，它引发的分子级联反应可以影响整个身体系统的生长。

胡达·扎戈比（Huda Zoghbi）

►Huda Zoghbi（右）

胡达·扎戈比，美国贝勒医学院神经学教授，霍华德·休斯医学研究院研究员、德克萨斯州儿童医院Jan和Dan Duncan神经学研究所所长。

她发现了SCA1基因的突变导致一种神经退行性疾病——脊髓小脑性共济失调（Spinocerebellar ataxia，SCA）。SCA患者通常伴随手、脚和语言失控，而且通常是致命的。美国约有15万SCA患者，但遗憾的是，目前没有有效的治疗手段。扎戈比博士的发现提供了对抗这种疾病的理论基础。

此外，扎戈比博士还在研究另外一种神经退行性疾病雷特综合征（Rett syndrome）。雷特综合征主要为女孩患病。在美国，每年有近1000例雷特综合症患者产生。扎戈比的团队深入研究16年，最终鉴定出Mecp2基因的突变可能导致雷特综合征。此外，她发现Mecp2基因在神经系统疾病中也发挥重要功能，为攻克这些疾病提供了新的希望。

大隅良典（Yoshinori Ohsumi）

►大隅良典（中）与家人

大隅良典，细胞生物学家，东京工业大学创新研究院荣誉教授，也是今年诺贝尔生理学或医学奖得主。20世纪90年代，大隅良典在酵母中的一系列研究，拓展了我们对细胞回收利用自己（简而言之，自己吃自己，即“自噬”）的认识。

细胞器、蛋白和其他分子发生持续损伤，最终可能撑不下去，成为细胞内的垃圾。垃圾的大量堆积，会产生细胞毒性，进而诱导细胞凋亡。自噬可以帮助细胞清理这些垃圾。此外，当细胞饿了的时候，也可以利用自噬来补充原料。

自噬是怎么发生的呢？首先，细胞内产生吞噬体，即垃圾袋，可以捕获垃圾。吞噬体被双分子膜密封，把垃圾包裹在里面。随后包裹了垃圾的吞噬体与溶酶体融合，溶酶体中含有多种酶，可以溶解这些垃圾。

自噬的失效可能导致Ⅱ型糖尿病和某些特定的癌症，以及阿尔兹海默症和帕金森症。同时，自噬的研究也会帮助我们更好地理解衰老。

基础物理学突破奖

科学突破奖的基础物理学奖项在本年度颁发了两次。

今年5月，科学突破奖的发起人米尔纳先生主动宣布为LIGO（激光干涉引力波天文台）所完成的实验授予特别的300万美元，用于奖励该天文台去年成功探测到黑洞碰撞事件产生的引力波信号。LIGO的三位创始人罗纳德·瑞弗（Ronald W. P. Drever），基普·索恩（Kip S. Thorne）和雷纳·外斯（Rainer Weiss）均分其中的100万美元，该科学团队另外的1012名科学家分享了奖金的其余部分。

►雷纳·韦斯（Rainer Weiss，右）与太太

►接受科学突破奖。左起：基普·索恩、雷纳·外斯、罗纳德·瑞弗的家人

基础物理学突破奖授予了在弦理论领域做出了重要进展的三名理论物理学家：哈佛大学的安德鲁·斯特明格（Andrew Stominger）、卡朗·瓦法（Cumrun Vafa），以及加州大学圣芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所的约瑟夫·波钦斯基（Joseph Polchinski）。弦理论被认为能够在最基本层次上解释物理学的全部定律（即所谓万物理论），包括黑洞和宇宙的本质，但目前尚未被证实。

►左起：卡朗.瓦法，安德鲁.斯特明格和约瑟夫.波钦斯基

根据弦理论，自然界所有的力和粒子，都是由极其微小的振动的弦构成。1995年，波钦斯基博士的研究发现，弦理论中也包含着二维或者更高维度的物体，并称这些物体为“膜”（branes）。这开创了宇宙学的一个新领域，在该体系中，膜是漂浮在额外维空间中的“岛宇宙”，就像鱼缸中的叶子那样相互碰撞，或者通过更高的维度相互作用。

在他们1996年所做的著名计算中，波钦斯基博士和瓦法博士利用弦理论计算了黑洞所包含的信息，也就是黑洞的熵。他们的结果证实了斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）采用更为近似的方法所做出的预测——黑洞将泄露辐射并最终爆炸消失。

数学突破奖

►Jean Bourgain（左）与Mei-Chu Chang博士

让·布尔甘（Jean Bourgain），1954年出生于比利时奥斯滕德（Ostende），现为美国普林斯顿大学高等研究院教授，1994年菲尔兹奖得主。

在四十年的学术生涯中，作为普林斯顿高等研究院的数学家，布尔甘平均每年发表10篇关于一些数学领域最难解的问题的文章。他近期的工作包括“去耦理论（decoupling theorem）”，这是对毕达哥拉斯定理应用于光和无线电波等振荡波时一个非常抽象的推论。毕达哥拉斯只是证明了三角形的两条短边的长度和斜边的关系，而布尔甘博士和印第安纳大学的西普里安·迪米特（Ciprian Demeter）博士证明的去耦理论指出波的叠加也有相似关系。

新视野奖

新视野奖颁发给有潜力的青年科学家和学者，分为物理和数学两项，获奖者将获得10万美元的奖金，33岁的华人物理学家尹希亦名列其中。

物理学新视野奖

加拿大安大略省圆周理论物理研究所（Perimeter Institute for Theoretical Physics）研究员阿斯米娜·阿瓦尼塔基（Asimina Arvanitaki）、斯坦福大学助理教授彼得·格拉姆（Peter Graham）和加州大学伯克利分校助理教授索吉·拉杰德兰（Surjeet Rajendran）；
普林斯顿大学物理学教授西蒙·吉奥比（Simone Giombi）和哈佛大学物理系教授尹希（Xi Yin）;
普林斯顿大学物理学教授弗朗斯·普利托瑞斯（Frans Pretorius）。