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2014-11-06


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50期(总第704期)

校发展规划处编 (开阔思路追求一流) 20121120



英日学者分享2012年诺贝尔生理学或医学奖

108日,2012年诺贝尔生理学或医学奖揭晓,英国科学家约翰·戈登(JohnB. Gurdon日本科学家山中伸弥(ShinyaYamanaka获奖,获奖理由为“发现成熟细胞可被重编程变为多能性”

英国科学家约翰·戈登(JohnB.Gurdon)1933年出生于英国的Dippenhall(狄普恩海尔)1960年他从牛津大学获得博士学位,曾在加州理工学院做博士后。他于1972年加入剑桥大学,成为细胞生物学教授。目前他供职于剑桥Gurdon(戈登)研究所。

山中伸弥(ShinyaYamanaka),1962年出生于日本大阪。1987年他从神户大学获得MD。在转向基础研究之前,他曾受训为整形外科医生。1993年他从大阪市立大学获得博士学位,之后他曾供职于美国旧金山Gladstone(格拉德斯通)研究所和日本奈良先端科学技术大学院大学。目前他于日本京都大学担任教授。

今年的诺贝尔生理学或医学奖颁给两位发现“成熟、特化的细胞能够被重编程为可发育成身体组织的非成熟细胞”的科学家。他们的发现革新了我们对细胞和有机生命体发育的理解。

1962,约翰·戈登发现细胞的特化(specialisation)是可逆转的。在一项经典实验中,他将一个青蛙卵细胞的细胞核替换为成熟肠细胞的细胞核。这个改变了的卵细胞发育成为一只正常的蝌蚪。该成熟细胞的DNA仍含有发育成青蛙所需的全部信息。

40多年后,山中伸弥在2006年发现了小鼠的完整成熟细胞是如何能够被重编程为非成熟干细胞。令人惊讶的是,通过导入仅仅少量的基因,就可以将成熟细胞重编程为多能干细胞,即可发育成为身体各种组织的非成熟细胞。

这两项突破性的发现彻底改变了我们对于发育和细胞特化的看法。现在,我们知道成熟细胞并不需要永远局限在它的特化功能里。历史被改写,新的研究领域产生。通过重编程人体细胞,疾病研究的新机遇获得实现,诊断与治疗的新方法获得发展。

生命—— 一次不断特化的旅程

我们所有人都是由受精卵细胞发育而来。在受精后的第一天里,这些组成胚胎的非成熟细胞,每一个都具有发育成成熟生命体中各种细胞类型的能力,这一类细胞被称为多能干细胞。随着胚胎的进一步发育,这些细胞发育成神经细胞、肌肉细胞、肝脏细胞以及其他各类细胞——每一种细胞都肩负起成熟身体内的一项特定使命。之前,这趟从非成熟细胞到特化细胞的旅程被认为是单一方向的。人们曾以为,细胞在成熟过程中是以这样的方式发生着改变,不可能回到非成熟、多能的阶段。

青蛙的逆发育

特化细胞功能的不可逆转一度被当成是教条,约翰·戈登向它发出挑战。他曾假设,细胞的基因组或许仍然含有其发育成生命体各种类型的细胞的所需要的全部信息。1962年,为了验证他的这种假设,他用蝌蚪肠道的成熟特化细胞的细胞核替换掉青蛙卵细胞的细胞核。该卵细胞发育成一只功能完全的克隆蝌蚪并最终长成如同实验培养出的成体青蛙。成熟细胞的细胞核并未丢失功能完全的生命体发育所需的能力。

戈登这次里程碑式的发现一开始是受到质疑的,但经过其他科学家的确认,人们接受了他的发现。这项发现引起研究热潮,相关技术获得进一步发展,最终发展到哺乳动物的克隆。戈登的研究告诉我们,一个成熟特化细胞的细胞核是可以被逆转到非成熟、多能化的状态。但是他的实验是将一些细胞的细胞核抽出,然后引入另外一些细胞的细胞核。有没有可能让一个完整的细胞回退到多能干细胞呢?

往返旅程——成熟细胞返回干细胞状态

在戈登的发现40余年后,山中伸弥在一项突破性的研究中回答了这个问题。他的研究有关胚胎干细胞,分离自胚胎并在实验室中培养的诱导多能干细胞。这些干细胞最初是由MartinEvans2007年诺奖得主)从小鼠身上分离得到。山中伸弥试图发现保持它们未成熟的基因。当几个这样的基因被鉴别出来后,他进行了测试,以确定它们是否能够重编程成熟细胞变成多能干细胞。

山中伸弥与合作者用不同的组合方式向成熟细胞中引入了这些基因,这些成熟细胞来自于结缔组织和纤维原细胞。他们在显微镜下检测了结果,最终发现其中的一个组合起作用,而其“处方”是惊人的简单。通过同时引入四个基因,他们可以重编程纤维原细胞变成未成熟干细胞!

由此得到的诱导多能干细胞(iPS细胞)能够发育成多种成熟细胞,例如纤维原细胞、神经细胞以及肠细胞等。完整、成熟的细胞可被重编程成多能干细胞这一发现在2006年一经发表,立即被认为是一个重大的突破。

从惊人发现到医学应用

戈登和山中伸弥的发现显示,在某种情况下,特化的细胞能够回拨发育的时钟。虽然它们的基因组在发育中经受了修改,但这些修改并不是不可逆的。我们就此获得了对于细胞和有机体发育的一种新观点。

近年的研究显示,iPS细胞能够生成机体所有不同种类的细胞。这些发现也为全球科学家提供了新工具,使得他们在医学的许多领域做出了非凡的成就。iPS细胞也能从人体细胞中获得。

例如,可从罹患各种疾病的病人身上获得皮肤细胞,进行重编程,并在实验室进行检测以确定它们与健康人体细胞的不同。这些细胞对于理解疾病机制提供了无价的工具,从而为开发医学疗法提供了新机会。



法美学者分享2012年诺贝尔物理学奖

109日下午,2012年诺贝尔物理学奖揭晓,法国科学家塞尔日·阿罗什(SergeHaroche)美国科学家大卫·维因兰德(DavidWineland)获奖。获奖理由是“发现测量和操控单个量子系统的突破性实验方法”。二人将平均分享800万瑞典克朗奖金。

塞尔日·阿罗什(SergeHaroche),法国公民。1944年出生于摩洛哥卡萨布兰卡。1971年从巴黎第六大学获得博士学位。现为法兰西学院和巴黎高等师范学院教授。

大卫·维因兰德(DavidJ.Wineland),美国公民。1944年出生于美国威斯康星洲密尔沃基。1970年从哈佛大学获得博士学位。现供职于美国国家标准与技术研究院和科罗拉多大学波尔得分校。

塞尔日·阿罗什和大卫·维因兰德独立地发明并拓展出能够在保持个体粒子的量子力学属性的情况下对其进行测量和操控的方法,而这在之前被认为是不能实现的

量子世界里的粒子控制

在不破坏单个量子粒子的前提下实现对其直接观测,两位获奖者以这样的方式为量子物理学实验新纪元开辟了一扇大门。对于单个光子或物质粒子来说,经典物理学定律已不再适用,量子物理学开始“接手”。但从环境中分离出单个粒子并非易事,而且一旦粒子融入外在世界,其神秘的量子性质便会消失。因此,许多通过量子物理学推测出来的现象看似荒诞,也不能被直接观测到,研究人员也只能进行一些猜想实验,试图从原理上证明这些荒诞的现象。

通过巧妙的实验方法,阿罗什和维因兰德与研究小组一起成功地实现对量子碎片的测量和控制,颠覆了之前人们认为的其无法被直接观测到的看法。这套新方法允许他们检验、控制并计算粒子。

他们的方法大同小异。大卫·维因兰德是先捕捉带电原子或者离子,再利用光或光子来控制及测量它们。

塞尔日·阿罗什采取了相反的方法:通过发射原子穿过阱,他控制并测量了捕获的光子或光粒子。

两位获奖者均在量子光学领域研究光与物质间的基本相互作用,这一领域自1980年代中期以来涌现了相当多的成就。他们的突破性的方法,使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步。就如传统计算机在上世纪的影响那样,或许量子计算机将在本世纪以同样根本性的方式改变我们的日常生活。极端精准的时钟在他们研究的推动下应运而生,有望成为未来新型时间标准的基础,而其精准度超越现代铯时钟百倍以上。


两位美国学者获2012年诺贝尔化学奖

1010日,2012年诺贝尔化学奖揭晓,两位美国科学家罗伯特·莱夫科维茨(RobertJ. Lefkowitz布莱恩·克比尔卡(BrianK. KobilkaG蛋白偶联受体研究”获奖。二人将均分800万瑞典克朗奖金。

罗伯特·莱夫科维茨(RobertJ.Lefkowitz),美国公民。1943年出生于美国纽约。1966年从纽约哥伦比亚大学获得MD。美国霍华德·休斯医学研究所研究人员,美国杜克大学医学中心医学教授、生物化学教授。

布莱恩·克比尔卡(BrianK. Kobilka),美国公民。1955年出生于美国明尼苏达州LittleFalls1981年从耶鲁大学医学院获得MD。斯坦福大学医学院医学教授、分子与细胞生理学教授。(克比尔卡《科学》文章:G蛋白偶联受体“停靠站”结构被确定)(《自然》特写文章报道克比尔卡

细胞表面的聪明受体

每个人的身体就是一个数十亿细胞相互作用的精确校准系统。每个细胞都含有微小的受体,可让细胞感知周围环境以适应新状态。罗伯特·莱夫科维茨和布莱恩·克比尔卡因为突破性地揭示G蛋白偶联受体这一重要受体家族的内在工作机制而获得2012年诺贝尔化学奖。

长期以来,细胞如何感知周围环境一直是一个未解之谜。科学家已经弄清像肾上腺素这样的激素所具有的强大效果:提高血压、让心跳加速。他们猜测,细胞表面可能存在某些激素受体。但在上个世纪大部分时期里,这些激素受体的实际成分及其工作原理却一直是未知数。

莱夫科维茨于1968年开始利用放射学来追踪细胞受体。他将碘同位素附着到各种激素上,借助放射学,成功找到数种受体,其中一种便是肾上腺素的受体:β-肾上腺素受体。他的研究小组将这种受体从细胞壁的隐蔽处抽出并对其工作原理有了初步认识。

研究团队在1980年代取得了下一步重要进展。新加入的克比尔卡开始挑战难题,意欲将编码β-肾上腺素受体的基因从浩瀚的人类基因组中分离出来。他的创造性方法帮助他实现了目标。当研究人员分析该基因时,他们发现该受体与眼中捕获光的受体相类似。他们认识到,存在着一整个家族看起来相似的受体,而且起作用的方式也一样。

今天这一家族被称作“G蛋白偶联受体”。大约1000个基因编码这类受体,适用于光、味道、气味、肾上腺素、组胺、多巴胺以及复合胺等。大约一半的药物通过G蛋白偶联受体起作用。

莱夫科维茨和克比尔卡的研究对于理解G蛋白偶联受体如何起作用至关重要。

此外,在2011年,克比尔卡还取得了另一项突破:他和研究团队在一个精确的时刻——β-肾上腺素受体被激素激活并向细胞发送信号——获得了β-肾上腺素受体图像。这一图像是一个分子杰作,可谓几十年辛苦研究的成果。



美两学者分享2012年诺贝尔经济学奖

1015日,瑞典皇家科学院常务秘书长斯塔凡·诺尔马克教授在斯德哥尔摩宣布,将2012年度诺贝尔经济学奖授予61岁的美国经济学家阿尔文·罗思(AlvinE. Roth89岁的美国经济学家劳埃德·沙普利(LloydS. Shapley,以表彰他们的“稳定分配理论和市场设计实践”

罗思1974年在斯坦福大学获得博士学位,现为哈佛大学、哈佛商学院经济学与企业管理乔治·冈德教授。沙普利1953年在普林斯顿大学获得博士学位,现为加利福尼亚大学洛杉矶分校名誉退休教授。

今年的诺贝尔经济学奖关注了一个主要的经济问题:如何尽可能好地在不同利益方之间进行分配。例如,学生必须与学校相匹配,而人体器官捐赠者必须同需要移植的患者相匹配。该奖项所奖励的两位学者利用从稳定分配的抽象理论到市场体系的实践设计的过程回答了这些问题。

沙普利利用所谓的合作博弈论研究并比较了不同的匹配方法。他们意识到,一个关键问题要确保一次匹配是稳定的。沙普利和他的同事所衍生出的一些具体方法——尤其是所谓的盖尔—沙普利算法(GS算法),能够总是确保一个稳定的匹配。

罗思意识到沙普利的理论结果能够澄清实际中市场的功能。在一系列的实证研究中,罗思和他的同事证明了稳定性是理解特定市场体系成功的关键。他同时帮助重新设计了现有的用以匹配医生和医院、学生与学校以及器官捐赠者同病人的体系。



中国作家莫言获2012年诺贝尔文学奖

1011日,瑞典文学院诺贝尔奖评审委员会向媒体宣布,将2012年诺贝尔文学奖授予中国作家莫言

瑞典文学院常任秘书长PeterEnglund当天在瑞典文学院会议厅先后用瑞典语和英语宣布了获奖者姓名。他说,中国作家莫言的“魔幻现实主义融合了民间故事、历史与当代社会”

瑞典文学院评委会称,莫言的作品借助魔幻与现实以及历史与社会视角的混合,莫言创造了一个世界,所呈现的复杂程度令人联想起威廉·福克纳和加夫列尔·加西亚·马尔克斯在原有中文文学和口述传统中找到了出发点

“非常感谢大家跑到我们高密来。这本来是一个有红高粱的季节,可惜现在不种红高粱了,我估计你们都没有看到过。”莫言对新华社记者表示,得到获奖消息心情很高兴,“接到这个消息时我正在吃饭,有点吃惊”。莫言对获奖非常低调:“拿到奖感到非常惊讶,因为觉得自己资历非常浅。现在有很多优秀作家,我排得相对靠后。”

在作品中摹刻了一出出“东北乡”传奇的莫言对自己的家乡一往情深。“我的故乡和我的文学是密切相关的。”莫言说,“高密有泥塑、剪纸、扑灰年画、茂腔,民间艺术、民间文化伴随着我成长。我从小耳濡目染这些文化元素,当我拿起笔来进行文学创作的时候,这些民间文化元素就不可避免地进入了我的小说,也影响甚至决定了我的作品的艺术风格。”

在回答“是什么打动评委”时,莫言认为最主要的是文学素质,“我的作品是中国文学,也是世界文学的一部分,我的文学表现了中国人民的生活,表现了中国独特的文化和风情。同时,我的小说也描写了广泛意义上的人,一直是站在人的角度上,一直是写人。我想这样的作品就超越了地区、种族、族群的局限。”

莫言原名管谟业,出生于1955217日,山东高密人。他少年时辍学,在农村劳动多年。1976年参加中国人民解放军,1981年开始创作生涯。1986年毕业于解放军艺术学院文学系,1991年在北京师范大学获文学硕士学位。一系列乡土作品充满“怀乡”、“怨乡”的复杂情感,被称为“寻根文学”作家。其代表作有《红高粱》、《檀香刑》、《丰乳肥臀》、《酒国》、《生死疲劳》、《蛙》。

据悉,诺贝尔文学奖奖金为800万瑞典克朗。

附:莫言的主要作品如下:
  《白狗秋千架》(20041月,简体版出版年份,下同,当代世界出版社)
  《红高粱家族》(20041月,当代世界出版社)
  《食草家族》(20041月,当代世界出版社)
  《酒国》(20089月,上海文艺出版社)
  《檀香刑》(20041月,当代世界出版社)
  《透明的红萝卜》(20041月,当代世界出版社)
  《四十一炮》(20037月,春风文艺出版社)
  《牛》(20044月,民族出版社)
  《十三步》(200310月,春风文艺出版社)
  《会唱歌的墙》(200511月,作家出版社)
  《丰乳肥臀》(20041月,中国工人出版社)
  《生死疲劳》(20061月,作家出版社),《蛙》(2011年,上海文艺出版社)
  《蛙》(2011年,上海文艺出版社)



欧盟获得2012年诺贝尔和平奖

  2012年诺贝尔和平奖1012日在挪威首都奥斯陆揭晓,欧盟获得和平奖。诺贝尔奖评审委员会主席托尔比约恩·亚格兰(ThorbjoernJagland)在颁奖词中称,欧盟在过去的60年中为促进欧洲的和平与和解、民主与人权作出了贡献。

  欧洲联盟简称欧盟,由欧洲共同体发展而来,是一个集政治实体和经济实体于一身、在世界上具有重要影响的区域一体化组织。199112月,欧洲共同体马斯特里赫特首脑会议通过《欧洲联盟条约》,通称《马斯特里赫特条约》。1993111日,欧盟正式诞生。

遵照诺贝尔遗嘱,和平奖由挪威议会选出。由于诺贝尔订立遗嘱时瑞典和挪威仍同属一个联邦,且挪威议会推行更加务实的和平政策,所以把和平奖评定这一荣誉交给了挪威议会。

诺贝尔和平奖创立自1901年,截至目前已有十余个机构获奖,其中包括联合国及其专门机构如联合国难民署、维和部队和儿童基金会等。

据悉,联合国难民事务高级专员办事处曾2次获得这项举世闻名的褒奖。诺贝尔委员会认为,难民事务高级专员办事处勉力克服政治上的重重困难,为援助难民进行了非常重要的工作。在国际组织中,1988年联合国维和部队、1969年国际劳工组织、1965年联合国儿童基金会、2001年联合国均获得过诺贝尔和平奖。

2012年搞笑诺贝尔奖

2012年度搞笑诺贝尔奖(TheIg Nobel Prizes)在美国哈佛大学的桑德斯剧院揭晓。这一奖项典礼每年都赶在正式的诺贝尔奖颁奖前举行。

由于“搞笑诺贝尔奖”这个名头听起来有些不入流的意思,不少科学家并不愿意去领取这个奖项。然而,也有不少科学家欣然领取这个奖项,因为搞笑诺贝尔奖的主要目的其实是奖励那些“乍看起来让人发笑,但是随后发人深省”的研究工作。获得2012年度搞笑诺贝尔物理奖的美国研究人员约瑟夫·凯勒就表示:“科学的起源就是为了满足人类的好奇心。不少数学研究起初也被人们认为是没用的研究,但是多年的科学发展认为数学起着科学奠基石的作用。同样,被评为搞笑诺贝尔奖的研究或许现在看来没有多大现实意义,或许深入研究下去可以启发人类的思维,将来可能会有意想不到的应用。”

据英国《卫报》等媒体报道,和往年一样,2012年度搞笑诺贝尔奖向人们展示了一批“乍看之下令人发笑,之后发人深省”的科学研究成果。让我们来看看今年最闪亮的“科学笑果”。

心理学奖 来自荷兰的阿尼塔·艾尔兰德与罗尔夫·茨瓦恩,以及来自秘鲁的图里奥·瓜达鲁普以“从左边歪着身子看,埃菲尔铁塔会显得更小一点儿”这项研究,摘下了2012年搞笑诺贝尔奖之心理学奖。

和平奖 俄罗斯的SKN公司能将老旧的俄国弹药制作成微小的钻石。这是多么强悍的回收再利用。一些专家认为他们可能是把武器中的碳纤维转化为钻石,用于镶嵌钻石的戒指或项链则直接用武器中的金属来制造。开发出这一方法的工程师伊戈尔·彼得罗夫说:“如果有女士需要钻石,请在颁奖仪式结束后来找我——不过你们得自备炸药。”

声学奖 日本栗原一贵和冢田浩二以著名的“弹话器”夺得了声学奖。这是一种可以用来对付聒噪人士的利器。

人在讲话时,耳朵能同步听到自己的发言,以帮助迅速处理信息,而大脑也不会被自己的声音干扰。也就是说,聒噪的人因此并不会觉得自己“很烦人”。但如果将“弹话器”对准这位聒噪人士,机器上附着的麦克风就会收录其声音,并且在0.2后“弹回”给对方。语音被扰乱会使大脑反应不过来,几乎不可能再讲下去了。当然,这只是让说话者的思维变混乱,不会造成身体伤害。

神经科学奖 事实证明,只要有复杂的设备和简单的统计学方法,谁也无法阻止你在任何地方、任意实验对象身上,进行有意义的脑活动情况研究——哪怕实验对象是条死掉的鲑鱼……

展示这项研究的是美国科学家克莱格·本内特、迈克尔·米勒、阿比盖尔·巴尔德和乔治·沃尔夫。

化学奖 为什么瑞典小城安德什勒夫的居民头发变绿了?因为热水从水管和加热器里剥离了铜,含铜过多的水把头发给染了。人们用搞笑化学奖感谢解答这个问题的瑞典研究人员约翰·彼得森。

文学奖 2012年度搞笑诺贝尔奖之文学奖得主来头不小:美国审计总署GAO,他们发表了一份了不起的报告——关于如何准备一份报告的报告的报告的报告。

物理学奖 美国研究人员约瑟夫·凯勒、雷蒙德·古德斯坦、帕特里克·沃伦和罗宾·博尔得到这项殊荣,因为他们计算出了梳马尾辫者头发的运动和受力平衡。借助三维成像系统仔细研究头发的卷度、硬度等特性后,研究团队编写出了相关的数学方程式。

流体力学奖 怎样四平八稳地端着一杯咖啡走路,是门实用的技术。来自美国的罗斯兰·克里琴特尼科夫和汉斯·梅耶尔研究了流体晃动时的动力学后得出结论:走到第七步至第十步间,最容易溅出咖啡。

解剖学奖 只要看着同类的屁股照片,一只黑猩猩就能辨认出这个同类!荷兰研究人员弗朗斯··瓦尔和詹尼佛·柏克尼的研究发现了这一点。

医学奖 全世界的肠胃病专家都应该来感谢法国埃曼努尔·-苏山和米歇尔·安东尼提,因为他们的研究展示了怎样在进行结肠镜检查时,最大限度地防止病人肠内发生气体爆炸——也就是放屁。

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