ued官网体育 - 2026诺贝尔医学奖颁给光遗传学,华人学者遗憾未获荣誉
光遗传学,这项被视为诺贝尔奖有力竞争者的生物技术,近期迎来了它的高光时刻。2026年诺贝尔生理学或医学奖的获得者为来自该领域的杰出科学家彼得·黑格曼、卡尔·代塞尔罗思和格奥尔格·纳格尔。然而,正如众所周知,光遗传学的壮丽进程远不止这三人,还有许多科学家为其迅猛发展贡献了智慧与汗水。《知识分子》对此进行了深度报道,探索这一领域的辉煌历程。
彼得·黑格曼生于1954年,成长于德国明斯特。1984年,他在慕尼黑大学完成了博士研究,专注于卤代视紫红质的结构与功能。在随后的博士后研究中,他在著名的电生理学专家迪特·奥斯特尔赫特的实验室里继续探索。1986年,他在德国马普研究所设立了自己的实验室,并在2004年成为柏林洪堡大学的教授。黑格曼与格奥尔格·纳格尔共同发现了通道视紫红质,这一重大发现为光遗传学的研究开辟了新天地。他的研究团队通过分子工程对通道视紫红质进行了多种改造,使得光的操控成为调节神经元及其他细胞活动的新手段。
卡尔·代塞尔罗思于1971年出生在美国,先后在哈佛大学获得生物化学学士及斯坦福大学的神经学博士学位。随后,他在斯坦福大学建立了自己的实验室。2005年,代塞尔罗思的博士后爱德华·博伊登及研究生张锋等人发布了划时代的研究成果,首次在神经细胞中实现了毫秒级动作电位的控制。这一工作将通道视紫红质的应用推向了前所未有的高度。2006年,他们正式将这种新方法命名为“光遗传学”,这意味着生物学家可以通过光源对细胞行为进行精确调控,从而广泛应用于各个生物学研究领域。 ued官网体育
格奥尔格·纳格尔,德国的生物物理学家,于1953年在魏恩加滕出生。他在康斯坦茨大学学习生物学和生物物理学,师从日后合作密切的生物物理学家恩斯特·班贝格。1984年,他在法兰克福大学与马克斯·普朗克生物物理研究所攻读博士学位,1988年获得博士学位。他的学术生涯还包括了在耶鲁大学和洛克菲勒大学进行博士后研究的经历。
大脑作为人类最复杂的器官,承担着感知、记忆、思考和运动等多种生理功能,其神经元的功能理解始终是神经生物学的核心目标。对于研究者而言,能够精准控制特定神经元的活动,就能通过观察该神经元激活后的效果来推测其功能。反之,若能抑制某类神经元,也能帮助确认它们在特定生理活动中的重要性。
长期以来,神经生物学家们尝试通过多种方式实现这一目标,如微电极刺激或化学物质干预等。然而,这些方法各有短板:微电极难以实现特异性控制,化学物质的操控速度也吸引不到毫秒级的精确度。早在1999年,弗朗西斯·克里克便在一次讲座中提出,或许可以利用光来实现对不同类型脑细胞的选择性控制,然而这一设想却未能在当时得到实现。 ued官网体育
转机出现在2002年1月,奥地利的神经科学家格罗·米森伯克的团队在重要研究中首次通过选定的蛋白质,在脊椎动物神经元上实现了光控功能。尽管这项技术当时尚处于初级阶段,其展示的潜力却为光控制神经系统的未来铺平了道路。
彼得·黑格曼教授在探索绿藻时,意外发现该绿藻对光的反应速度远超经典G蛋白偶联动物视紫红质的解释能力。为了进一步了解这一现象,他与格奥尔格·纳格尔展开了深入合作,研究绿藻中的光敏蛋白。在这次探索中,他们发现了一种全新的视紫红质——通道视紫红质(Channelrhodopsin-1,ChR1),能在质子泵与感光之间建立耦合。这项研究首次实现了利用光的照射引导细胞静息电位的变化,并于2002年在《Science》上发表,成为光遗传学研究的基石。随后的发现更加丰富了这一领域的内涵,揭示了光遗传学在神经生物学中的无尽可能性。