我们如何看待世界——2021届诺贝尔生理学或医学奖解读(6)

续上期(连载五),

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故事五:他是师门里的第四代诺奖得主

得诺贝尔奖有什么诀窍?

2021年诺贝尔生理学或医学奖得主大卫·朱利叶斯(David Julius)的经历告诉你:

拿诺奖的诀窍,就是找一位(最好是两位或三位)诺奖得主做自己的导师。

1977年,朱利叶斯进入加州大学伯克利分校的生物化学系攻读研究生。

他的两位导师老师分别是著名的生物化学家杰里米·索纳(Jeremy Thorner)和兰迪·谢克曼(Randy Schekman)。

2021年诺贝尔生理学或医学奖得主大卫·朱利叶斯(David Julius)

2013年诺贝尔生理学或医学奖得主兰迪·谢克曼(Randy Schekman)是大卫·朱利叶斯的博导

对于学生获奖,谢克曼表示自己非常激动,但并不意外。“大卫的工作已经获得无数殊荣,获得诺贝尔奖几乎是必然的事情。”

兰迪·斯切克曼(Randy Schekman)也是诺奖得主,因研究蛋白质的囊泡运输获得2013年的诺贝尔生理学或医学奖。

兰迪·斯切克曼的博士导师亚瑟·科恩伯格(Arthur Kornberg)因发现DNA聚合酶获得1959年的诺贝尔生理学或医学奖。

兰迪·斯切克曼的博导亚瑟·科恩伯格因发现DNA聚合酶获1959年的诺贝尔生理学或医学奖。

而亚瑟·科恩伯格曾经的三位导师:卡尔·斐迪南·科里(Carl Ferdinand Cori)和格蒂·科里(Gerty Cori)夫妇,因发现糖代谢中的酶促反应,获得1947年的诺贝尔生理学或医学奖; 塞韦罗·奥乔亚(Severo Ochoa)则和亚瑟·科恩伯格(Arthur Kornberg)一起获得1959年的诺贝尔生理学或医学奖。

因此,朱利叶斯可以说是他们学术支派里的第四代诺奖得主。

所以,如果说获诺奖有诀窍的话,除了做出原创性工作,还有就是找个诺奖得主当导师!

哈哈!最好是找两个!

上面讲述的是诺奖背后的第五个故事

故事六:当科学家不是他童年的梦想

大卫·朱利叶斯(David Julius)是美国生理学家,美国科学院院士。现任加利福尼亚大学旧金山分校生理学系教授兼系主任。

比如表彰为改善人类健康做出重要、转型性贡献的科学家奖项“保罗·詹森博士生物医学研究奖”,以及多年来,朱利叶斯在实验室中的一系列非凡发现,为他带来了专业上的赞誉和众多奖项。

朱利叶斯2004年入选美国科学院院士;2010年因“皮肤感知疼痛刺激和温度并产生疼痛超敏反应的分子机制的开创性发现”获邵逸夫奖,同年也获得阿斯图里亚斯亲王奖科学技术奖。2017年获加拿大盖尔德纳国际奖,2020年获有着“科学界奥斯卡”之称的“科学突破奖”。

然而,这样的一位科学大咖却表示:童年梦想几乎与成为科学家无关,大学时曾计划成为一名医生。

据报道,朱利叶斯从小在纽约布鲁克林的布莱顿海滩长大,这是一个俄罗斯移民社区。童年时的朱利叶斯很贪玩,不爱学习。

大卫·朱利叶斯的童年照,在布鲁克林

他曾在纽约的尖子高中学校史岱文森高中(Stuyvesant High School)学习过一年,但后来选择转学到离家更近的公立高中,因为他“厌倦了史岱文森高中无休止的考试和成绩竞争”。

在林肯高中,一位有趣的物理老师向学生们展示了科学与日常生活的相关性,其指导使朱利叶斯重新考虑了自己的志向。

1973年,他前往麻省理工学院(MIT)就读,计划未来成为一名医生。

在上期连载的《故事三》中我们说过:当得知读研究生可以拿到每个月1000美元的津贴,他毅然放弃学医的理想,去加州理工读博士,开启了自己的辉煌科学生涯。

上面讲述的是诺奖背后的第六个故事

故事七:妻子踢了研究的临门一脚

朱利叶斯的研究工作主要集中在了解感官系统如何让我们感知我们的世界。

其中一个代表性方面是利用天然物质的力量来阐明触觉和痛觉的分子机制。例如,辣椒中的主要辛辣成分辣椒素如何引起灼痛,以及薄荷叶中的清凉剂薄荷醇如何唤起冰冷的清凉感。

1989年,朱利叶斯来到加州大学旧金山分校,开始有了自己的实验室,随即带领团队展开研究。

随着朱利叶斯的注意力转移到神经系统,他越来越好奇,为什么食物和其他产品中天然存在的化合物有时会对大脑中的受体起作用,引起幻觉或其他大脑功能的变化。

几十年来,研究人员一直在实验室里用辣椒素来研究疼痛。

辣椒素是辣椒中的一种提取物,能给人以灼烧感。然而,没有人知道辣椒素为什么会产生这种效果。

朱利叶斯对涉足这样一个未开发的领域犹豫不决。

有一天,当他和妻子、加州大学旧金山分校的教授霍利·英格雷厄姆(Holly Ingraham)一起逛超市时,妻子发现他盯着辛辣香料货架陷入了沉思,知道朱利叶斯对研究辣椒素和受体关系感兴趣。于是,他鼓励朱利叶斯从事这方面的研究。朱利叶斯说这个课题太冷门,或许一无所获。英格雷厄姆鼓励老公丢掉包袱,冒险一试!

在 1990 年代后期,美国旧金山加利福尼亚大学的大卫·朱利叶斯(David Julius)通过分析化学化合物辣椒素如何引起我们接触辣椒时的灼烧感,看到了重大进步的可能性。已知辣椒素可以激活引起疼痛感的神经细胞,但这种化学物质如何真正发挥这种功能是一个未解之谜。

此后,朱利叶斯和他的同事创建了一个包含数百万个 DNA 片段的库,这些片段对应于感觉神经元中表达的基因,这些基因可以对疼痛、热和触摸做出反应。朱利叶斯及其同事假设该文库将包含编码能够与辣椒素反应的蛋白质的 DNA 片段。他们在通常不与辣椒素反应的培养细胞中表达了来自该集合的单个基因。经过艰苦的搜索,确定了一个能够使细胞对辣椒素敏感的基因。

这意味着辣椒素感应基因被发现!进一步的实验表明,鉴定出的基因编码了一种新的离子通道蛋白,这种新发现的辣椒素受体后来被命名为 TRPV1。

当朱利叶斯研究蛋白质对热的反应能力时,他意识到他发现了一种热敏受体,它在感觉疼痛的温度下被激活。TRPV1 的发现是一项重大突破,为揭开其他温度感应受体开辟了道路。

难怪朱利叶斯之后提起这事时总感叹:“我做研究的临门一脚,是我太太踢的。”

故事八:他是推特(Twitter)“专业户”

自2014年以来,帕塔普蒂安一直是霍华德·休斯医学研究所(HHMI)的研究员。帕塔普提安的主要研究方向是传感器的信号转导。在对于那些由于温度、机械力或细胞体积增加而被激活的新离子通道和受体的识别方面,帕塔普提安做出了重要贡献。

阿德姆·帕塔波蒂安 (Ardem Patapoutian)和他的合作者首先确定了一种细胞系,当用微量移液管戳单个细胞时,该细胞系会发出可测量的电信号。假设被机械力激活的受体是离子通道,在下一步中鉴定了 72 个编码可能受体的候选基因。这些基因被一一灭活,以发现负责研究细胞机械敏感性的基因。

经过艰苦的搜索,阿德姆·帕塔波蒂安 (Ardem Patapoutian)和他的同事们成功地确定了一个基因,该基因的沉默使细胞对微量移液器的戳刺不敏感。一种全新的、完全未知的机械敏感离子通道已被发现,并以希腊语中表示压力的词 (í; píesi) 命名为 Piezo1。

由于它与 Piezo1 的相似性,第二个基因被发现并命名为 Piezo2。阿德姆·帕塔波蒂安 (Ardem Patapoutian)的突破导致他和其他团队发表了一系列论文,证明 Piezo2 离子通道对触觉至关重要。此外,Piezo2 被证明在至关重要的身体位置和运动感知中发挥关键作用,称为本体感觉。在进一步的工作中,Piezo1 和 Piezo2 通道已被证明可以调节其他重要的生理过程,包括血压、呼吸和膀胱控制。

根据谷歌学术的数据,截至2020年5月,帕塔普蒂安的h指数为68。帕塔普蒂安在2016年成为了美国科学促进会的会员,并于2017年成为美国国家科学院成员,在2020年,他成为了美国艺术与科学院成员。此外,帕塔普蒂安在2017年获得了W·奥尔登·斯宾塞奖。

两人多次共同获奖

值得一提的是,他和大卫·朱利叶斯(David Julius)两人同框获奖的历史:

2019年的第49届罗森斯特尔奖(Rosenstiel Award );

2020年的BBVA基金会生物学/生物医学“知识前沿奖”(Frontiers of Knowledge Award);

2020年的卡利夫(Kavli)神经科学奖(Kavli Prize in neuroscience)。

当然,还有这个高光时刻:

2021年诺贝尔生理学或医学奖。

尽管在科学领域有着重要地位,但生活中的阿德姆是一个比较有情趣的人。

我们可以从推特看帕塔普蒂安的生活。

可以看到,帕塔普蒂安还是挺能发推的,已有1521条推特。

为了方便大家阅读理解,下面是google翻译的帕塔普蒂安的推特的页面截图。

在他帕塔普蒂安的1500多篇推特(Twitter)中,他分享了荒野徒步旅行、海滩玩耍、聚餐吃喝等生活照片,妥妥的一个Twitter专业户。

此外,他也会展示一些工作上的照片,比如下图就是获诺贝尔奖的实验成果打印图。

当然,不可避免地,他也在获奖后,感谢了他的团队。

推特是生活,显示帕塔普蒂安他一个鲜活的人,和我们一样喜欢吃喝玩乐及旅游探险,工作生活丰富多彩。

我们如何感知世界?——2021年诺贝尔生理学或医学奖解读(1)

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