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2019麦克阿瑟天才奖出炉 5位生物学家上榜

来源:药明康德 2019-09-27 12:38

 

日前,麦克阿瑟基金会(MacArthur Foundation)公布了2019年麦克阿瑟奖(MacArthur Fellows)的获奖名单。今年总计有26位杰出人士获奖,其中5位从事生命科学领域工作的科学家获此殊荣。

麦克阿瑟奖又被称为“麦克阿瑟天才奖”,旨在表彰和鼓励个人的创造力。今年基金会总裁John Palfrey先生评价道:“从解决气候变化的后果到进一步理解人类行为,到融合不同形式的艺术表现,今年26位杰出的麦克阿瑟奖获得者展现了个人的创造力在为老问题提供新视角、激发反思、产生新知等方面的力量。他们赋予我们抱有希望的理由,并且激励所有人遵循自己的创造本能。”下面我们来看一看在生命科学领域的5位获得殊荣的科学家:

Zachary Lippman博士:使用CRISPR技术生成更为优质的农作物

Zachary Lippman博士是在美国冷泉港实验室(CSHL)工作的一名植物生物学家,主要研究指导植物发育和生长遗传网络,构建能够抵御各种不利因素,更高产的农作物。一种植物结出果实多少的能力取决于植物生长两个相互竞争方向之间的平衡,一方面是生长出更多根和叶(从而获取更多营养),另一方面是生成可能产生果实和种子的花序(能够开花的枝条)。

使用西红柿作为模型,Lippman博士将传统植物杂交和CRISPR基因编辑等基因组学工具结合在一起,优化植物在这两个方面的平衡。他发现了能够调节植物叶子和花序生长的重要基因,通过使用CRISPR编辑这些基因,可以对植物在这两方面的平衡进行优化和微调。

气候变化、人口增长、水源短缺等因素让食物保障成为世界需要面对的重要挑战之一。Lippman博士的研究可以被用于对很多其它农作物进行改良,以比传统杂交方法更快的速度获得抗旱、抗热、抗病、高产的作物品种。

Vanessa Ruta博士:画出大脑处理感官信息的神经网络

洛克菲勒大学(The Rockefeller University)的Vanessa Ruta博士想要解决的是神经科学最基本的问题之一:我们的大脑如何处理感官信息并且做出行为反应。“虽然这些过程构成了人类经验的基础,但是它们如何从大脑中错综复杂的回路中产生仍然是一个谜。”她说。

Ruta博士使用果蝇为模型,使用光学标记、细胞内电生理学、以及化学成像等复杂技术,对果蝇的神经回路以单个神经突触的精度进行观察和调控。通过一个一个神经突触地勾画出果蝇对信息素(pheromone)的感知回路,Ruta博士的团队发现了雄性和雌性大脑在感知处理方面的关键分歧点。

最近,她和她的同事们使用冷冻电镜技术,解析了昆虫气味受体的蛋白结构。通过多学科手段和对解剖学、神经突触活性以及行为的独特理解,Ruta博士的团队为进化和个人经验如何塑造神经回路,让同一感官刺激能够激发截然不同的行为反应提供了洞见。

Joshua Tenenbaum博士:加深对人类思维的理解,让人工智能更像人类

麻省理工学院(MIT)的Joshua Tenenbaum博士在计算认知科学、发育心理学、神经科学和人工智能的交叉点研究人类思维的工作方式。人类的思维能够从非常有限的输入信息中获得知识,并且迅速排除噪音和矛盾信息的干扰来作出决定。Tenenbaum博士是开发和使用概率和统计模型来研究人类学习、推理和感知能力的先驱之一。这些模型可以帮助解释认知的根本挑战:我们的思维如何能够很快地从很少的信息中获取很多知识。

他的研究团队证明人类认知能力的潜在机制与贝叶斯统计方法(Bayesian Statistical approaches)类似。这种方法将随机事件出现的几率定义为由我们的先前经验和信心决定,而不是由它们出现的频率决定。小孩可以只通过一个或几个例子就学会词语,他的团队模拟这一行为的计算模型为解释孩子语言能力的获得提供了洞见。

Tenebaum博士的团队使用行为学实验来证明理论模型的有效性,他们构建的模型能够对人类行为作出量化的预测。最近,Tenebaum博士扩展了他的研究方向,开始探索他的研究对人工智能和机器学习的影响。通常人工智能与人类学习相比,需要使用大得多的数据集。Tenenbaum博士的研究通过加深对人类思维方式的理解,将帮助让人工智能更接近人类的认知能力。

Jenny Tung博士:揭示社会和环境因素给细胞和基因组留下的长久印记

杜克大学(Duke University)的Jenny Tung博士研究社会经验、基因组学和健康之间的相互作用。她的研究发现了社会和环境压力对健康、寿命、和进化适应度(evolutionary fitness)产生长久影响的分子机制。

通过对野生狒狒种群的研究,她的团队发现干旱、社会地位低下、以及孤立等因素会严重缩短寿命。更重要的是,她和合作团队发现这些经历会表现在基因组和细胞水平上,它们会改变免疫细胞对伤口和感染的反应。而且,对恒河猴的研究表明这种影响具有因果性:社会地位低下的猴子与社会地位更高的猴子相比,促炎症基因的表达水平更高。而且这种影响可以被逆转,当猴子的社会地位提高之后,它们的免疫系统功能得到改善,基因表达的模式也出现相应变化。

Tung博士的研究对于人类健康有重要意义,长久以来,我们都观察到社会压力与不良健康结果之间的相关性。而她的研究表明,负面社会和环境因素与不良健康之间存在因果关系,并且揭示了社会行为和环境因素带来的表观遗传学后果。这些研究将推动进化医学(evolutionary medicine)这一新兴学科的发展,改善人类健康。

Stacy Jupiter博士:理解环境变化的影响,帮助人类重建与大自然的联系

在野生动物保护协会(Wildlife Conservation Society)工作的Stacy Jupiter博士是一名海洋科学家。她的工作是结合当地文化习俗和实地研究,开发出环保措施,同时保护海洋生态系统生物多样性,和靠海为生的社区人民的生计。

Jupiter博士主要在美拉尼西亚(Melanesia)地区工作,这一地区包括斐济、所罗门群岛和巴布亚新几内亚。它以杰出的生物多样性而闻名,对环保工作具有重大意义。美拉尼西亚居民维护珊瑚礁自然资源的主要方式是定期停止捕鱼。Jupiter博士与村民一起进行实验性捕捞,提供清晰的科学证据来评估他们环保措施的有效性,并且帮助居民更好地选择何时何地停止捕鱼,以及停止捕鱼的时间长短。

意识到本地居民的广泛支持是环保工作成功的关键,Jupiter博士针对不同对象设计了量身定制的宣传材料。从针对儿童的漫画书和木偶剧,到指导国家政策的科学报告。Jupiter博士成功证明了,对生态系统的有效管理和保护,得益于科学与驱动资源利用和社区生计的社会因子之间的整合。她的研究在保障全球的环保工作能够为所有社区带来公平的结果方面具有关键性作用。(生物谷Bioon.com)

 

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