化学经纬
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三名科学家荣获2022年沃尔夫化学奖

chem化学科普260220

今日,沃尔夫基金会公布了2022年的沃尔夫化学奖得主名单,来自普林斯顿大学的Bonnie L. Bassler教授、斯坦福大学的Carolyn R. Bertozzi教授、以及Scripps研究所的Benjamin F. Cravatt III教授摘得殊荣。新闻稿指出,这些科学家在理解细胞通讯背后的化学,以及发明化学方法,用于研究碳水化合物、脂类、以及蛋白质在此类生物进程中的作用做出了开创性的贡献。

Bonnie L. Bassler教授

三名科学家荣获2022年沃尔夫化学奖 第1张

“Bonnie Bassler教授因她阐明细菌之间化学沟通的作用而获沃尔夫化学奖。她做出了重要发现,揭示了群体感应(quorum sensing)如何被细菌用于其毒性,以及用于跨物种间的交流。”

Bassler教授是普林斯顿大学分子生物学系的主任。当她还是一名生物化学专业的本科生时,曾被安排研究来自细菌的酶。当时,她对这个项目的兴趣并不大,因为她觉得细菌是最简单的生物。但很快,她发现这种看似简单的生命,内部其实相当复杂。于是在博士毕业后,她开始专注研究细菌之间如何通过化学方法来进行沟通。

具体来看,Bassler教授研究的是一种叫做群体感应的现象,它涉及一系列化学信号的生产、释放、以及探测。这些信号能让细菌群落调控基因表达,从而在群体层面调控它们的行为。理解群体感应,不仅在微生物学上具有重要应用价值,也能协助理解高等生物的发育。

Bassler教授的研究表明细菌会使用多种“语言”进行沟通。这让我们能更好地理解细菌在物种内,以及物种之间的交流,也能让我们理解细菌在群体水平上如何形成配合,还能协助科学家们基于背后的信号传导通路进行设计,用于控制群体感应。而能够干扰群体感应的疗法,有望对抗耐药细菌的感染。沃尔夫化学奖的新闻稿指出,她的工作对于开发新型抗微生物疗法,或是下一代抗生素,均有广泛的应用价值。

Carolyn R. Bertozzi教授

三名科学家荣获2022年沃尔夫化学奖 第2张

“Carolyn Bertozzi教授因为探索生物正交化学,理解糖萼(细胞表面的糖蛋白和糖脂)及其在健康和疾病中的作用而获得沃尔夫化学奖。这能用于生物成像、化学蛋白组学、以及体内药物递送。”

Bertozzi教授是斯坦福大学的一名化学家,因开发创新技术,用于生物发现和疗法开发而知名。Bertozzi教授的父亲曾在麻省理工学院教授物理学,也鼓励她研究自己上课时所用的工具,这让她从小建立了对科学的热情。

Bertozzi教授的主要研究方向与细胞膜有关。细胞膜对于细胞而言具有重要作用,使其免受外界环境的破坏。但在保护作用之外,细胞膜还和复杂的细胞内信号传导有关,这一切都由细胞表面的糖蛋白和鞘糖脂介导。Bertozzi教授开辟了生物正交化学领域,使得研究人员们能通过化学的方法修饰活体系统中的分子,而不会干扰原本的生化途径。也正是利用生物正交化学,她在理解糖萼的功能上做出了突破性的发现。这些糖萼几乎在每一个细胞上都存在,且被大量糖基化修饰,是细胞与细胞间结合作用的介导。

新闻稿指出,她的开创性工作协助了与癌症、炎症、细菌感染等疾病相关的基础药物发现进程。其中最为产业所熟知的,或许是被称为溶酶体靶向嵌合体(LYTACs)的蛋白降解技术( )——它能降解结合细胞膜,或是位于细胞外的靶点。

Benjamin F. Cravatt III教授

三名科学家荣获2022年沃尔夫化学奖 第3张

“Benjamin Cravatt教授开发了基于活性的蛋白质分析技术,这是一个强大的工具,被广泛用于化学蛋白质组学的研究,能用于分析生物系统中的酶功能。他使用这一方法,分析了大量在人类生物学和疾病中起到关键角色的酶,这包括内源性大麻素水解酶,它们的脂质产物能调控细胞间交流。为此他获得沃尔夫化学奖。”

Cravatt教授是Scripps研究所化学系的教授,他的研究方向主要是理解人类生理和病理进程中的蛋白功能,并使用得到的知识来发现创新疗法靶点,以及治疗疾病的新药。

他的工作很大程度上将化学和生物学连接了起来。Cravatt教授课题组开发并应用了一系列技术,用于发现哺乳动物生物学和疾病中的相关生化通路。他也开创了一种基于蛋白活性,鉴别蛋白类型的方法。这些跨界的方法催生了一系列工具,用于理解酶的分子、细胞、以及生理学功能。

沃尔夫奖的新闻稿指出,Cravatt教授在内源性大麻素系统上的工作,极大改变了蛋白质组分析的格局。他表明创新的化学方法能被用于广泛而具有深度的分析,直接探明在生物学系统中的蛋白质功能。

同时,Cravatt教授也开创了被称为“基于活性的蛋白质分析”(ABPP)技术,用化学探针来直接分析酶的功能。比如研究人员们可以给具有特定化学性质的酶加上荧光标签,在细胞里一下子看清所有具有活性的酶的位置,以直接在活体系统中确定药物的靶点。他的这些工作已经将不少酶的作用与癌症与神经疾病关联了起来。

我们再次祝贺这三名斩获沃尔夫化学奖的科学家们。他们的工作不仅对基础科学有着重要意义,也能用于科学转化,推进创新疗法的开发,造福全球病患。

参考资料:

[1] Bonnie L. Bassler Wolf Prize Laureate in Chemistry 2022, Retrieved February 8, 2022, from https://wolffund.org.il/2022/02/08/bonnie-l-bassler/

[2] Carolyn R. Bertozzi Wolf Prize Laureate in Chemistry 2022, Retrieved February 8, 2022, from https://wolffund.org.il/2022/02/08/carolyn-r-bertozzi/

[3] Benjamin F. Cravatt III Wolf Prize Laureate in Chemistry 2022, Retrieved February 8, 2022, from https://wolffund.org.il/2022/02/08/benjamin-f-cravatt-iii/


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