热烈祝贺陈志坚、庄小威获得『生命科学突破奖』（附解读）
责编丨迦溆
“科学突破奖”颁奖典礼举行的地方—— Hangar One building in Mountain View, California。引自：https://www.newscientist.com/
10月17日，有着“豪华版诺贝尔奖”之称的“科学突破奖”（Breakthrough Prizes）名单在美国揭晓，其中生命科学领域有5名获奖者（平分300万美元奖金），他们分别是：庄小威（哈佛大学教授）、陈志坚（德克萨斯西南医学中心教授）、C. Frank Bennett（ Ionis Pharmaceuticals）、Adrian R. Krainer （冷泉港实验室）和 Angelika Amon （麻省理工学院）。
庄小威。Credit: Cheryl Senter/HHMI
庄小威，1972年出生于江苏省如皋市，1987年（15岁）考入中国科学技术大学少年班；1996年获得加州大学伯克利分校物理学博士学位（导师是以非线性光学领域的研究而知名的美籍华人物理学家沈元壤），之后师从朱棣文教授（1997年获诺贝尔物理奖获得者）在斯坦福大学做生物物理学博士后研究；2003年获美国麦克阿瑟基金会“天才奖”，是首位获此荣誉的华人女科学家；2005年入选HHMI研究员；2006年（34岁）晋升为哈佛大学正教授；2012年当选美国国家科学院院士；2013年当选美国人文与科学院院士。她在超高分辨显微成像、单分子动力学、核酸与蛋白的相互作用、基因表达机制、细胞核病毒的相互作用等领域做出了杰出的贡献。本次“生命科学突破奖”授予庄小威教授主要是因为她在超高分辨显微成像方面的贡献，具体而言就是她实验室2006年在Nature Methods报道的“随机光学重构显微技术”（STochastic Optical Reconstruction Microscopy, STORM）【1】。关于超高分辨显微成像技术，近期庄小威教授在Science杂志上了发表综述文章全面总结了该领域的发展，详见日前BioArt邀请专家的特别解读文章：专家解读丨庄小威组在Science总结超分辨显微成像技术。
据Nature网站报道，庄小威获悉自己得奖后显得非常高兴。荷兰乌特勒支大学的光学物理学家和显微镜专家Allard Mosk评价庄小威：“庄贡献了一些真正让生物显微技术开启了超高分辨的革命性成果”（https://www.nature.com/articles/d41586-018-07079-5#ref-CR1）。2014年的诺贝尔化学奖授予美国科学家Eric Betzig、William Moerner和德国科学家Stefan Hell，以表彰他们在超高分辨率荧光显微技术领域的贡献，庄小威教授遗憾错失诺奖。如今“生命科学突破奖”特别授予STROM技术，也可以说是弥补诺奖的遗憾。
陈志坚。Credit: HHMI
陈志坚，福建安溪人，1985年毕业于福建师范大学生物系，1986年通过“中美生物化学联合招生项目”（CUSBEA, 发起人为吴瑞教授）考取美国纽约州立大学攻读博士，5年后获得纽约州立大学生物化学博士学位。从1997年起，陈志坚在德州大学西南医学中心先后担任分子生物学系助理教授、副教授、终身教授。2005年成为HHMI研究员至今，2014年5月当选美国国家科学院院士。
本次“生命科学突破奖”授予陈志坚教授是因为他带领的团队首次鉴定到了能感知自身病变或外源侵染进入细胞质的DNA的环鸟苷酸-腺苷酸合成酶（cyclic GMP-AMP synthase，cGAS），从而催化生成环鸟腺苷酸分子（cGAMP），然后cGAMP会结合和激活干扰素刺激蛋白STING，STING蛋白会招募丝氨酸苏氨酸蛋白激酶（TBK1）从而激活IRF3，最终导致I型干扰素和免疫因子的产生，以抵抗病原体的攻击。这是一项具有里程碑意义的重大成果，两篇相关论文于2013年初同时发表在Science杂志上【2, 3】（2013年陈志坚团队一共发表了4篇Science论文，除上述两篇之外，另外两篇是相关的延伸工作【4,5】）。靶向这一途径的疗法，有可能用于治疗或预防自身免疫性疾病、传染病及某些癌症。
Angelika Amon。Credit: Samara Vise/MIT
Angelika Amon是HHMI研究员、美国艺术与科学学院院士、MIT教授，此次获奖的原因是她最确定了染色体的非整倍性（aneuploidy）【6】，该研究对理解肿瘤的发生具有重要的意义。
Frank Bennett of Ionis Pharmaceuticals
Adrian R. Krainer
Ionis Pharmaceuticals的C. Frank Bennett和纽约冷泉港实验室的Adrian R. Krainer 共同获奖的理由是，他们共同为神经退行性疾病脊髓性肌萎缩症患儿开发了一种新的疗法：反义核苷酸疗法。二人有着很好的长期合作：Adrian R. Krainer教授早年在RNA剪接相关领域的突出贡献赢得了很高的国际声望，他的实验室发现了非常关键的RNA剪接因子，并在RNA剪接调节的分子机理上取得了很多重要的研究成果；而C. Frank Bennett在工业界主要专注临床转化，他所在的Ionis Pharmaceuticals是全球核酸制药巨头，现阶段主要开发反义核苷酸药物治疗一些疾病，其中比较有代表性的是名为SMA（spinal muscular atrophy，脊髓性肌萎缩）的疾病，也是C. Frank Bennett和Adrian R. Krainer 合作长期研究的对象（目前反义核苷酸药物用于治疗SMA在动物试验中取得较好的效果，目前已经进入临床试验中）。
SMA是一种严重的运动性神经元缺陷，发病率约达1／6000。这种隐性遗传病往往导致婴幼儿在两三岁之前夭折，目前尚无药物可治。现已发现病人的基因组中，编码必需因子SMN的基因SMN1发生了突变。尽管另一个基因SMN2与SMN1有着高度相似性，但是一个碱基之差使SMN2的RNA剪接跳过外显子7，因而表达出没有功能的蛋白产物。Adrian R. Krainer实验室的研究人员合成了一段稳定的反义核酸序列（antisense strategy），当它结合到SMN2内含子7的剪接抑制元件区域，能拮抗剪接抑制因子的结合，从而促进外显子7的剪接。这种方法能在小鼠，灵长类动物模型中成功改善SMA患病个体的存活状况。Adrian R. Krainer表示，该药物已进入临床试验阶段，有望在不久的将来造福诸多SMA患者。
（引自中科院生物物理所官网）
Joanne Chory（HHMI研究员、Salk生物研究所主任）
Don W. Cleveland（UCSD Ludwig癌症研究所）
Kazutoshi Mori（京都大学）
Kim Nasmyth（牛津大学）
Peter Walter（UCSF）
Stephen J. Elledge（哈佛医学院教授）
Harry F. Noller（加州大学圣克鲁斯分校教授）
Roeland Nusse（HHMI研究员，斯坦福大学教授）
Huda Yahya Zoghbi（HHMI研究员，贝勒医学院教授）
Yoshinori Ohsumi（2016年诺贝尔生理或医学奖得主，日本东京工业大学教授）
Edward S. Boyden（MIT），光遗传学
Karl Deisseroth（斯坦福大学），光遗传学
John Hardy（伦敦大学学院），阿尔茨海默症
Helen Hobbs（美国德州大学西南医学中心），心血管及肝脏疾病
Svante Pääbo（德国马普进化人类学研究所），古DNA测序
Alim Louis Benabid（法国格勒诺布尔第一大学），高频深度脑刺激与帕金森治疗；
C. David Allis（洛克菲勒大学），组蛋白的共价修饰；
Victor Ambros（麻省大学医学院）以及Gary Ruvkun（麻省总医院与哈佛医学院），microRNA的调控基因表达；
Jennifer Doudna（UC伯克利）和Emmanuelle Charpentier（瑞典于默奥大学亥姆霍兹感染研究中心），基因编辑CRISPR技术。
Alexander Varshavsky
Richard P. Lifton
Robert Langer
Michael N. Hall
Mahlon R. DeLong
James P. Allison
David Botstein和（普林斯顿大学教授）与Eric S. Lander（哈佛大学教授）获得基因组学奖；
Lewis C. Cantley（康奈尔大学教授），Hans Clevers（荷兰皇家艺术与科学学院Hubrecht研究所教授），Napoleone Ferrara（UC圣地亚哥分校教授），Charles L. Sawyers（美国纪念斯隆·凯特林癌症中心教授），Bert Vogelstein（约翰·霍普金斯大学教授）和Robert A. Weinberg（MIT教授）获得癌症奖；
Titia de Lange（洛克菲勒大学教授）获得端粒奖；
Shinya Yamanaka（日本京都大学）获得干细胞奖；
Cornelia I. Bargmann（洛克菲勒大学教授）获得神经生物学奖。
参考文献
1. Rust, M. J., Bates, M. & Zhuang, X. Nature Methods 3, 793–796 (2006).
2. Sun, L., Wu, J., Du, F., Chen, X., & Chen, Z. J. (2013). Cyclic GMP-AMP synthase is a cytosolic DNA sensor that activates the type I interferon pathway. Science, 339(6121), 786-791.
3. Wu, J., Sun, L., Chen, X., Du, F., Shi, H., Chen, C., & Chen, Z. J. (2013). Cyclic GMP-AMP is an endogenous second messenger in innate immune signaling by cytosolic DNA. Science, 339(6121), 826-830.
4. Gao, D., Wu, J., Wu, Y. T., Du, F., Aroh, C., Yan, N., ... & Chen, Z. J. (2013). Cyclic GMP-AMP synthase is an innate immune sensor of HIV and other retroviruses. Science, 341(6148), 903-906.
5. Li, X. D., Wu, J., Gao, D., Wang, H., Sun, L., & Chen, Z. J. (2013). Pivotal roles of cGAS-cGAMP signaling in antiviral defense and immune adjuvant effects. Science, 341(6152), 1390-1394.
6. Williams, B. R., Prabhu, V. R., Hunter, K. E., Glazier, C. M., Whittaker, C. A., Housman, D. E., & Amon, A. (2008). Aneuploidy affects proliferation and spontaneous immortalization in mammalian cells. Science, 322(5902), 703-709.
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