尚未获得诺贝尔奖的五项成就

诸平

此照片是2012年7月4日比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒特(Francois Englert) (左)和英国物理学家彼得·希格斯（Peter Higgs）（右）, 在瑞士日内瓦附近梅林（Meyrin）的欧洲核研究组织(CERN)答记者问时的照片。2013年10月7日公告了2013年度的诺贝尔生理·医学奖获得者，随后将陆续公布化学、物理、文学、和平和经济学奖。恩格勒特和希格斯是2013年诺贝尔物理学奖的有力竞争者,他们的工作就是发现所谓的“上帝粒子（God particle）”。神秘的诺贝尔奖委员会从未放弃任何提前暗示究竟会花落谁家，但是物理学家组织网（Phys.org）就在2013年诺贝尔生理医学奖揭晓的同一天，发表了五大科学突破,至今尚未获得诺贝尔奖的报道，这五大科学突破分别简要介绍如下：

1）希格斯粒子（THE HIGGS PARTICLE）

科学家几十年来一直在寻找难以捉摸的“上帝粒子（God particle）”，2012年7月终于被欧洲粒子物理实验室CERN的科学家证实了它的存在。诺贝尔奖委员会他们趋向于经得起时间的考验的成果，因此2012年的突破似乎显得太近，导致2012年诺贝尔奖擦肩而过。比利时的物理学家弗朗索瓦·恩格勒特和英国科学家彼得·希格斯在20世纪60年代就揣测该粒子存在，虽然弗朗索瓦·恩格勒特的报道在先。欧洲核子研究中心也有少数的人对于上帝粒子的发现有所贡献,其中包括意大利科学家FabiolaGianotti、德国科学家RolfHeuer、英国科学家TejinderVirdee、以及美国科学家JosephIncandela。但是，诺贝尔奖有一个传统，那就是获奖者最多仅限于3人同时得奖，而且是理论科学家和实验科学家共享，因此只能舍卒保車，选择最具代表性的科学家参加评选了。

2）人类基因组计划（THE HUMAN GENOME PROJECT）

努力破解人类DNA构成是历史上的最庞大的科学活动之一。此计划由Eric S.Lander, Craig Venter 以及Francis Collins领导，已经在2003年完成。人类基因组计划项目的完成，对于解决困惑医生多年的疾病奥秘大有帮助。然而,尽管其规模和重要性缺乏的一些诺贝尔奖得主的主要特征。诺贝尔奖委员会喜欢原始科学思想或激进的做法,而且是将奖项颁发给个人而不是项目组。当这个项目开始时,一些基因组已经被成功地描绘出其谱图，所以说人类基因组计划项目可以说没有任何新突破，只能说是在已有成果的基础上更加完善。同样,2002年有三位科学家因为他们对于基因研究的早期贡献而获得了诺贝尔生理·医学奖，所以诺贝尔委员会可能会觉得它已经覆盖了该领域，不会对人类基因组计划研究再次授奖。

3）人工耳蜗（THE COCHLEAR IMPLANT）

革命性的助听器已经帮助成千上万的耳聋患者感知到声音，帮助他们理解他人的讲话。植入人工耳蜗帮助那些因为内耳感觉毛细胞受到损害的患者,通过提供听觉神经的电子刺激，感知到声音。瑞典广播电台（Radio Sweden）科学记者Annika Ostman说，这项技术是令人兴奋的,因为它已经在很大程度上可以与耳聋患者密切合作，提供良好的声音传递服务。发明第一人，也是植入物的基本形式的发明者就是William F. House,在2012年因为与世长辞,诺贝尔奖不会授予他的。然而,澳大利亚格雷姆·克拉克（Graeme Clark）、奥地利Ingeborg Hochmair以及美国的布雷克·威尔逊（Blake S. Wilson）,也对于开发人工耳蜗有所贡献，他们能否成为这一成果的诺贝尔奖获得者，让我们耐心等待吧。

 4）膜融合（MEMBRANE FUSION）

膜融合的发现解释了蛋白质和其他物质在细胞内和在细胞之间的运输方式。这是细胞用于组织他们活动的一个过程，避免如果细胞所有的物质都是混合在一起可能会爆发混乱现象。这个突破性的发现有助于解释胰岛素的分泌量随着进入血液之量而变、神经细胞之间的沟通以及病毒感染细胞的途径。美国科学家詹姆斯·罗斯曼（James Rothman）和兰迪·谢克曼（Randy Schekman）赢得了2002年阿尔伯特·拉斯克基础医学研究奖（Albert Lasker Basic Medical Research Award）,就是因为发现膜融合现象，二位与德国生物化学家托马斯·聚德霍夫（Thomas C. Südhof，1955-）一起分享了2013年诺贝尔生理·医学奖。

细胞里要进行任何的生理活动，都得靠着来自不同地方的成份分子，而这些成份分子的输送，就得要透过细胞膜所构成的胞器，来进行特定分子的输送，因此胞器间的膜融合(Membrane Fusion)过程，就成了细胞代谢的一个重要的过程，而相关的研究也曾证实，膜融合过程的异常，往往是许多疾病发生的原因之一，甚至像是艾兹病毒的感染，都和胞膜的活动有直接而且密切的关系，由此可见胞膜间的活动在细胞的生理上扮演着十分重要的地位。

 5）蛋白质折叠（PROTEIN FOLDING）

细胞内蛋白质折叠是一个至关重要的过程,它使蛋白质分子具有其独一无二的特性，而且这一过程的破坏会导致疾病和过敏。诺贝尔委员会喜欢弱者,忽视因循守旧的怀疑主义者，就是为了打开新局面,这正是这两位科学家Arthur Horwich和乌利希·哈特尔（Ulrich Hartl）他们对蛋白质折叠的研究成果。通过发现一个特殊的装置，利用小分子的能量就可以激励蛋白质折叠，这些小分子它们推翻了该过程是如何进行的传统观念,而确定了新原理。该领域以前尚未涉足，对于基础生物学和生物医学而言有巨大的潜在应用价值。

而且马普生物化学研究院的Franz-Ulrich Hartl，以及耶鲁大学分子生物学家Arthur Horwich，2011年已经获得了拉斯克奖基础医学奖。拉斯克奖的全称是“阿尔伯特和玛丽-拉斯克基金会奖”，该奖被誉为“美国的诺贝尔生理学或医学奖”，它同时也是生物医学领域最有名的奖项之一，除了其自身的权威性和影响力外，还由于这个奖项几乎每年50%的得奖者都得了诺贝尔奖。2013年诺贝尔生理·医学奖就是一个最好的新例证。Franz-Ulrich Hartl和Arthur Horwich他们获拉斯克奖的理由是发现了蛋白折叠中分子伴侣的作用。在20世纪80年代，这两位科学家发现，虽然线性氨基酸能在试管中折叠成需要的三维结构，但是在细胞中，氨基酸却不能自身完成这个过程。他们通过研究提出伴侣蛋白的一种笼形分子结构包围着新生的蛋白质，并利用ATP——一种能量供应分子——来帮助氨基酸序列在没有粘黏其他蛋白质的情况下正确折叠。这项工作与涉及到蛋白质的错误折叠包括从阿尔茨海默氏病到肌萎缩性脊髓侧索硬化症各种各样的神经退行性疾病有关。

其中Franz-Ulrich Hartl（1957-）是一名德国生物化学家，是马普生物化学研究所的主任，2011年5月当选美国国家科学院外籍院士，他由于发现了细胞中的伴侣蛋白在蛋白质折叠中的作用以及和神经变性的关联作用，获得2004年Gairdner奖项。

Franz-Ulrich Hartl教授致力于细胞蛋白质折叠方面的机制研究，特别是分子伴侣的结构和功能研究。他描述、解决并重建了活细胞中分子伴侣协助完成蛋白质折叠的完整通路。在一系列的前沿研究，他证实了蛋白质折叠是如何被一个伴侣分子识别的，因此可以防止早期错误折叠，从而转变成能够提高自身折叠的分子机制。尽管最初的争论很激烈，但是通过X射线结晶成像术，人们已经证实并接受了这一机制。当这些蛋白质折叠通路已经饱和或是不具备功能，蛋白质聚集体就在细胞内堆积。例如老年痴呆症和舞蹈病就很可能是这些蛋白质聚集体堆积所导致的疾病。

而Arthur Horwich（1951-）是美国耶鲁大学医学院遗传与儿科学院教授，哈佛Hughes医学院研究员。Arthur Horwich教授由于发现了细胞中的伴侣蛋白在蛋白质折叠中的作用以及和神经变性的关联作用，获得2004年Gairdner奖项。

Arthur Horwich是分子伴侣领域的先锋。分子伴侣是一类特殊的蛋白质，能够协助其他蛋白质折叠成其最终形式，从而决定它们的功能。Horwich发现了一种辅助蛋白质，在折叠蛋白质进入线粒体的过程中是必须的。接下来他又在探索腔基（cavity-based）型的分子伴侣GroEL/GroES这一领域走在了前列。他的研究推进了人们对蛋白质折叠方面的认识，同时对于疾病有了更为深入的了解。如老年痴呆症，就被认为是由于蛋白质错误折叠所导致的结果。