美德三名科學(xué)家分享諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)
瑞典皇家科學(xué)院8日宣布,將2014年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)科學(xué)家埃里克·貝齊格、威廉·莫納和德國(guó)科學(xué)家斯特凡·黑爾,以表彰他們?yōu)榘l(fā)展超分辨率熒光顯微鏡所作的貢獻(xiàn)。三人將平分800萬(wàn)瑞典克朗(約合111萬(wàn)美元)的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)金。
評(píng)審委員會(huì)認(rèn)定,3名科學(xué)家成功突破傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的極限分辨率,將顯微技術(shù)帶入“納米”領(lǐng)域,讓人類能以更精確的視角窺探微觀世界。新華社、現(xiàn)代快報(bào)記者俞月花
創(chuàng)新破“極限”
繞開(kāi)“極限”束縛,讓顯微鏡能夠窺探納米世界
長(zhǎng)期以來(lái),光學(xué)顯微鏡的成像效果被認(rèn)為受到光的波長(zhǎng)限制,無(wú)法突破0.2微米、即光波長(zhǎng)二分之一的分辨率極限。這三位科學(xué)家則以創(chuàng)新手段“繞過(guò)”這一極限,通過(guò)激光束激活熒光分子,在熒光分子發(fā)光的時(shí)候通過(guò)特別手段消除或過(guò)濾掉多余熒光,從而獲得比“極限”更精確的成像。
評(píng)選委員會(huì)在聲明中稱,通過(guò)熒光分子的幫助,這些科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了這一突破,使用這一革命性顯微技術(shù)在各自專業(yè)領(lǐng)域研究生命的最微小組成部分。他們開(kāi)創(chuàng)性的成就使光學(xué)顯微鏡能夠窺探納米世界。如今,納米級(jí)分辨率的顯微鏡在世界范圍內(nèi)廣泛運(yùn)用,人類每天都能從其帶來(lái)的新知識(shí)中獲益。
其中,黑爾通過(guò)研究神經(jīng)細(xì)胞了解大腦突觸現(xiàn)象,莫納研究與亨廷頓氏癥(一種神經(jīng)退化性紊亂疾病)相關(guān)的蛋白質(zhì),貝齊格研究胚胎內(nèi)部的細(xì)胞分裂。
也就是說(shuō),在實(shí)驗(yàn)室里,他們能夠看到腦部神經(jīng)細(xì)胞間的突觸是如何形成的,還能夠觀察到與帕金森氏癥、阿爾茲海默癥和亨廷頓舞蹈癥相關(guān)的蛋白聚集過(guò)程,他們也能夠在受精卵分裂形成胚胎時(shí)追蹤不同的蛋白質(zhì)。
專家解讀
或許可能找到克制埃博拉病毒的方法
這對(duì)我們具有怎樣的現(xiàn)實(shí)意義呢?南大化學(xué)化工學(xué)院的何衛(wèi)江教授告訴現(xiàn)代快報(bào)記者,一般病毒的尺寸在100納米左右,普通的光學(xué)顯微鏡難以進(jìn)行有效的觀察,也難以進(jìn)行跟蹤。利用上述三位科學(xué)家的超分辨率熒光顯微鏡技術(shù),可以幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)活細(xì)胞內(nèi)病毒活動(dòng)的觀察,幫助理解這些病毒相關(guān)的致病分子機(jī)制,有可能幫助我們找到克制埃博拉病毒致病的方法和藥物。
另一方面,利用超分辨率熒光顯微鏡還可以觀察細(xì)胞中生物大分子的相互作用,促進(jìn)對(duì)相關(guān)生命過(guò)程的理解,更好地理解各類疾病的分子機(jī)制,促進(jìn)各類疾病的診療技術(shù)和藥物的開(kāi)發(fā)。“以前在實(shí)驗(yàn)室里,通過(guò)原有的熒光顯微鏡技術(shù),只能觀察到大量分子相互作用的平均結(jié)果。而利用超分辨率熒光顯微技術(shù)手段,可以觀察特定的數(shù)個(gè)生物大分子之間的相互作用過(guò)程。這樣就為探究生命的分子機(jī)制提供了非常直觀的技術(shù)手段。”
獲獎(jiǎng)科學(xué)家
德國(guó)物理學(xué)家,1962年出生于羅馬尼亞阿拉德。目前,他同時(shí)就職于馬克斯·普朗克生物物理化學(xué)研究所和德國(guó)癌癥研究中心。
他1981年進(jìn)入德國(guó)海德堡大學(xué)學(xué)習(xí),并于1990年獲得海德堡大學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位。1991年至1993年,黑爾在位于德國(guó)海德堡的歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室從事研究工作。1993年至1996年在芬蘭圖爾庫(kù)大學(xué)的物理醫(yī)學(xué)系從事研究工作。1996年,黑爾被授予海德堡大學(xué)教授資格。1997年,黑爾成為馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)在哥廷根的生物物理化學(xué)研究所的研究員。2003年至今,黑爾也是位于海德堡的德國(guó)癌癥研究中心高分辨率光學(xué)顯微技術(shù)部門(mén)的主任。
黑爾在2000年發(fā)明的受激發(fā)射損耗(STED)顯微技術(shù),是超高精度顯微技術(shù)的一大突破。這項(xiàng)研究使用了兩道激光束,一束用來(lái)激發(fā)熒光分子使其發(fā)光,另一束則將大部分發(fā)光抵消——除了一塊納米尺度的微小區(qū)域。顯微鏡一納米一納米地掃描樣本,并產(chǎn)生圖像,它的分辨率遠(yuǎn)高于顯微鏡學(xué)者恩斯特·阿貝提出的分辨率無(wú)法突破0.2微米的限制。
美國(guó)人,1960年生于美國(guó)密歇根州安娜堡,是美國(guó)神經(jīng)科學(xué)家、發(fā)明家、應(yīng)用物理學(xué)家。
他先后畢業(yè)于加州理工學(xué)院物理學(xué)系和康奈爾大學(xué)工程物理學(xué)博士專業(yè),后在貝爾實(shí)驗(yàn)室工作。其主要貢獻(xiàn)是研發(fā)了用于分子生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)的光學(xué)成像工具。
目前,他是霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所的研究帶頭人。
美國(guó)人,1953年生于美國(guó)加利福尼亞州,現(xiàn)任美國(guó)斯坦福大學(xué)教授。
1975年,畢業(yè)于圣路易斯華盛頓大學(xué),獲得物理學(xué)學(xué)士學(xué)位、電氣工程理學(xué)學(xué)士學(xué)位和數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位。1978年,獲得康奈爾大學(xué)物理學(xué)碩士學(xué)位。1982年,獲得康奈爾大學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位。
1981年至1995年,在IBM位于加利福尼亞州圣荷西的研究中心擔(dān)任研究人員和管理人員。
1993年至1994年,在瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院擔(dān)任訪問(wèn)客座教授。1995年至1998年,在圣地亞哥加利福尼亞大學(xué)擔(dān)任杰出教授(物理化學(xué)領(lǐng)域)。1998年至今,在斯坦福大學(xué)擔(dān)任教授。
華裔科學(xué)家都落選了?
獲諾獎(jiǎng)也許只是時(shí)間早晚而已
這幾天諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)陸續(xù)揭曉,英國(guó)湯森路透在開(kāi)獎(jiǎng)前預(yù)測(cè)了一些可能獲獎(jiǎng)的人選,有4位華裔科學(xué)家——張首晟、楊培東、錢(qián)澤南、鄧青云被點(diǎn)名。
其中張和楊兩人在大陸的知名度頗高,他們都是在國(guó)內(nèi)本科畢業(yè)后赴美留學(xué)的,具有大陸的教育背景。遺憾的是,已經(jīng)開(kāi)獎(jiǎng)的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)都沒(méi)有華裔名字。人們可能會(huì)認(rèn)為:啊?落選了?沒(méi)評(píng)上?其實(shí)不是這么回事。
首先需要說(shuō)明的是,湯森路透只是預(yù)測(cè),它和諾貝爾評(píng)審壓根沒(méi)有關(guān)系。湯森路透是根據(jù)什么做出預(yù)測(cè)的呢?
這里就要提到一個(gè)指標(biāo),即科研人員發(fā)表論文的被引用情況。湯森路透的“知識(shí)產(chǎn)權(quán)和科學(xué)”分部,每年都會(huì)把論文引用情況的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得出一個(gè)所謂的“引文桂冠獎(jiǎng)”。里面被點(diǎn)名的就是預(yù)測(cè)有望得諾獎(jiǎng)的人選。已發(fā)表論文的被引用情況,大體可以反映一項(xiàng)科學(xué)研究的影響力和論文作者的學(xué)術(shù)口碑。但不管怎么說(shuō),這也只是一種預(yù)測(cè)。
而湯森路透的這個(gè)預(yù)測(cè)名單之所以受關(guān)注,是因?yàn)樗€比較準(zhǔn)。自2002年以來(lái),被湯森路透說(shuō)中的諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)咭呀?jīng)有36位,其中有9位是在預(yù)測(cè)當(dāng)年果真獲獎(jiǎng),有16位是在接下來(lái)兩年內(nèi)獲獎(jiǎng)的。因此,它的預(yù)測(cè)被看做是諾獎(jiǎng)“風(fēng)向標(biāo)”。今年得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的日裔美籍科學(xué)家中村修二,就曾在2002年被湯森路透預(yù)測(cè)可能獲諾獎(jiǎng)。只不過(guò)遲到了12年!
再比如被湯森路透預(yù)測(cè)的美籍華裔科學(xué)家張首晟,他這些年已獲獎(jiǎng)無(wú)數(shù),含金量最高的當(dāng)屬2010年獲得的“歐洲物理獎(jiǎng)”。有海外同行認(rèn)為,得過(guò)這個(gè)獎(jiǎng)的早晚都會(huì)獲諾獎(jiǎng)。所以,上述幾位華裔科學(xué)家,被湯森路透點(diǎn)名就足以說(shuō)明都是各自領(lǐng)域的大拿,也許獲諾獎(jiǎng)只是時(shí)間早晚問(wèn)題。
深度分析
日本為何能拿這么多諾貝爾獎(jiǎng)
瑞典皇家科學(xué)院7日宣布,將2014年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予開(kāi)發(fā)了具有實(shí)用性的藍(lán)光發(fā)光二極管(LED)的名城大學(xué)教授赤崎勇、名古屋大學(xué)教授天野浩和美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校日裔美籍教授中村修二。由此,包括日裔美籍的芝加哥大學(xué)名譽(yù)教授南部陽(yáng)一郎在內(nèi),已有22名日本人獲得諾貝爾獎(jiǎng)。日本為何能拿這么多諾貝爾獎(jiǎng)?應(yīng)該說(shuō),日本在科研和教育領(lǐng)域確實(shí)有值得借鑒之處。
注重基礎(chǔ)研究
早稻田大學(xué)創(chuàng)造理工學(xué)研究科教授森康晃說(shuō),早在明治維新前的江戶時(shí)代,日本就奠定了重視基礎(chǔ)研究的傳統(tǒng)。另外,日本大學(xué)的基礎(chǔ)研究有保障,可以研究那些在10年、20年后可能大有用武之地的課題。
保證科研經(jīng)費(fèi)
作為文部科學(xué)省外圍機(jī)構(gòu)的“日本學(xué)術(shù)振興會(huì)”負(fù)責(zé)制定具體的科學(xué)研究項(xiàng)目,其掌管的“科學(xué)研究費(fèi)”是日本最大規(guī)模的競(jìng)爭(zhēng)性申請(qǐng)類科研費(fèi),占日本政府全部競(jìng)爭(zhēng)性科研費(fèi)的六成以上,是當(dāng)前日本科研經(jīng)費(fèi)最重要的來(lái)源之一。
傳統(tǒng)重視教育
二戰(zhàn)后,日本通過(guò)立法實(shí)現(xiàn)了教育均一化,可以說(shuō),日本重視教育的傳統(tǒng),從小就培養(yǎng)學(xué)生的求知欲望,為以后投身科研打下了基礎(chǔ)。
[國(guó)際新聞]未來(lái)或可通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)找到克制埃博拉病毒的方法 美德三名科學(xué)家分享諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) ...