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祝賀!「諾貝爾風向標」公布獲獎名單,6位科學家上榜

2024-06-13科學

今日,

挪威科學和文學院宣布2024年科維理獎(TheKavli Prize)獲獎名單。

科維理獎是由挪威科學與文學院、挪威教育和研究部、科維理基金會聯合頒發,每兩年一次,表彰在天體物理、納米科學和神經科學方面做出突破性貢獻的科學家。

它和拉斯克獎(TheLasker Award)和蓋德納國際獎(CanadaGairdner International Award)均被視為諾貝爾獎的風向標。

2020年諾貝爾化學獎得主EmmanuelleCharpentier和JenniferDoudna教授在2018年曾獲得科維理納米科學獎。2021年諾貝爾生理學或醫學獎得主DavidJulius和ArdemPatapoutian教授在2020年曾獲得科維理神經科學獎。

今年,3名科學家因在將納米合成材料與生物功能結合,並套用於生物醫學方面的開創性工作而獲得科維理納米科學獎的肯定。而另外3名科學家則因在人類和非人靈長類動物的新皮質(neocortex)中,發現高度區域化和高度分化的面部表征系統而獲得科維理神經科學獎。下面我們來看一看他們的突破性貢獻。

科維理納米科學獎

Robert S. Langer博士

Langer博士曾提出了一項突破性的想法,即可以透過「納米工程化」生物分子以實作藥物的控制釋放。盡管他的想法最初遭到懷疑,

但他證明了可以使藥物分子透過所合成聚合物材料中的通道而規律地流動,該想法對控制藥物釋放系統的開發產生了深遠影響。

Langer博士的研究在治療侵襲性腦癌、前列腺癌和精神分裂癥等疾病方面具有巨大的臨床影響。早在1979年,他便證明了含有蛋白質抗原的微小顆粒可以用於疫苗接種。

此外,

Langer博士也共同創立了Moderna,以及專註於開發長效口服療法的Lyndra Therapeutics。

今年1月該公司公布其長效精神分裂癥療法利培酮(LYN-005)的3期臨床試驗數據,該研究達到預定的主要和次要終點,每周口服一次利培酮可達到與每日服用利培酮相當的療效。這周,Langer博士共同創立的Syntis Bio公司宣布走出隱匿模式。該公司透過靶向小腸作為代謝控制、消化和藥物吸收樞紐的獨特生物學特征,致力於開發口服療法,以治療肥胖癥與罕見兒科疾病。

Armand Paul Alivisatos博士

Alivisatos博士是透過將半導體納米晶體表面功能化,使之可用於生物成像的開創性工作的先驅。

半導體納米晶體,或稱「量子點(quantum dots)」,是具有明亮、尺寸依賴性發光特性的納米顆粒。

Alivisatos博士證明這些納米級「信標」可以用作生物成像中的多色熒光探針。

今天,半導體納米晶體被廣泛套用於活細胞跟蹤、標記和體內成像等領域。

Chad A. Mirkin博士

Mirkin博士引入了球形核酸(SNA)的概念。

SNA由納米粒子核心組成,核心上覆蓋有一層致密的定向合成DNA或RNA。

SNA與納米粒子報告器(nanoparticle reporter)結合後,具有極高的結合特異性。

與線性寡核苷酸相比,這一方式顯著增加了寡核苷酸的局部濃度,促進寡核苷酸與受體之間的相互作用,從而增強細胞攝入。

而且,由於可以在一個脂質納米顆粒核心上插上多種寡核苷酸,SNA具備同時靶向多個靶點的潛力。借助SNA,Mirkin博士團隊已展示可對蛋白質、DNA和RNA進行超靈敏和選擇性檢測,這促成了一種快速、自動化的即時醫療診斷系統。

總部位於芝加哥的生物技術公司Exicure正在利用SNA平台開發多種創新療法。2021年,益普生(Ipsen)和Exicure聯合宣布,雙方達成一項獨家合作協定,將共同研究、開發和推廣創新SNA療法,用於治療亨廷頓病和天使症候群。

科維理神經科學獎

Nancy Kanwisher博士

Kanwisher博士開創了透過功能性磁共振成像(fMRI)在大腦中發現功能性區域(fROI)的方法,並透過這一方法確定了大腦中的梭狀回面部腦區(fusiform face area,FFA)。

她最先開發出發現大腦中專註於面部辨識腦區的方法。這一發現強烈支持新皮質中認知功能模組化分區的理念。

這一功能性區域的理念已廣泛套用於探索面部辨識系統以外的領域。

Winrich Freiwald博士 & DorisTsao(曹穎)博士

受到Kanwisher博士團隊發現的啟發,Freiwald博士和曹博士團隊共同使用fMRI在獼猴的大腦中定位了類似的面部辨識區域。

在定位這些區域後,他們在每個區域記錄了單個神經元的活動。他們發現在最大區域中絕大多數對視覺有反應的神經元都是面部選擇性的。他們進一步概述了一個由多個面部辨識區域組成的系統,詳細描述了這些區域的相互連線和專門化功能。最早的面部辨識區域依賴於視角,但透過一系列處理,後來變得與視角無關。

Freiwald博士在進一步的研究中描述了對觀察者所熟悉的面部有選擇性反應的細胞群體。曹博士則辨識出了不同的面部特征,這些特征構成編碼使得單個細胞能夠辨識不同面部。

參考資料:

[1] The Kavli Prize 2024. Retrieved June 12, 2024 from https://www.kavlifoundation.org/news/the-kavli-prize-2024

[2] 2024 KAVLI PRIZE IN NANOSCIENCE. Retrieved June 12, 2024from https://www.kavliprize.org/prizes/nanoscience/2024

[3] 2024 KAVLI PRIZE IN NEUROSCIENCE. Retrieved June 12,2024 from https://www.kavliprize.org/prizes/neuroscience/2024

[4] Three scientists win Kavli Prize for nanoscience inbiomedicine. Retrieved June 12, 2024 from https://www.statnews.com/2024/06/12/kavli-prize-nanoscience-2024-biomedicine-langer-alivisatos-mirkin/