2021-09-10

当地时间9月9日，2022年度科学突破奖（Breakthrough Prize）公布获奖名单，六名科学家斩获“生命科学科学突破奖”，他们包括在mRNA技术上做出开拓性贡献的Katalin Karikó与Drew Weissman，开发二代DNA测序技术的Shankar Balasubramanian、David Klenerman和Pascal Mayer，以及探索神经退行性疾病分子基础的Jeffery W. Kelly。

Karikó出生在匈牙利，在1985年和家人一起移居美国。那时，人们对改变细胞的DNA有着浓厚的兴趣，然而Karikó却对在DNA和蛋白质之间传递信息的mRNA情有独钟。几年后，她在宾夕法尼亚大学和心脏病学家Elliot Barnathan合作，将mRNA导入到细胞中，成功让细胞合成了mRNA编码的蛋白。

然而对mRNA的研究在当时并没有受到太多关注，她与合作者写过很多科研基金申请，却都被一一拒绝。1995年，因为她一直无法申请到科研经费，她甚至被学校降职。

但天无绝人之路。某一天，她和Drew Weissman在系里的复印机前偶遇，对mRNA的共同兴趣让他们决定开展合作。mRNA领域当时面临的一个难题在于注射入动物体内的mRNA不起作用，这是因为免疫系统会将这些mRNA视为异物，启动免疫反应，让它们在其作用前就被降解。

Karikó与Weissman发现将一种叫做假尿苷（pseudouridine）的物质加入到人工合成的mRNA中后，就能避免免疫系统的攻击，还能增强它表达蛋白的能力。2005年，这项突破性工作发表在了Immunity杂志上，并成为了后续mRNA技术的核心。

▲Shankar Balasubramanian（左）、David Klenerman（中）、Pascal Mayer（右）（图片来源：剑桥大学；UK Dementia Research Institute；LinkedIn个人页面）

这三名科学家的贡献在于开发了二代测序技术（next generation sequencing，NGS）。与传统的桑格测序法不同，NGS技术能以极高的通量进行大规模的平行测序。它不仅能对DNA或RNA的片段进行测序，也能够测出整个基因组中的核酸序列。

在这项技术诞生之前，想要对人类基因组完成重新测序，需要几个月的时间，耗资几百万美元。但在NGS技术下，如今人类基因组的测序时间可以被压缩到仅有一天，成本600美元。这一技术彻底改变了生物学，也让我们能够快速进行基因测序，加快了生物学和医学的发展。

细胞中的蛋白质在生产过程中，需要经历像折纸一般的折叠过程，使之具有正确的三维结构，行使其应有的功能。但这一过程倘若出现问题，就会导致蛋白质的结构出现异常，导致细胞功能紊乱，甚至是出现疾病。诸如阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病。

Kelly的工作是探寻如何通过防止淀粉样蛋白的积聚，来阻止神经退行性疾病的发生。他发现有将近40种疾病和淀粉样蛋白有关，并设计了一种药物分子tafamidis，将蛋白稳定在正确的结构上。这款药物目前已在全球40多个国家和地区获批，治疗罕见的淀粉样病变疾病。

注：原文有删减