2020年终盘点：麦克阿瑟天才奖解读
来源：本站原创 2020-12-31 11:38
每年，在生命科学和医学领域，一些重要的评奖都会陆续展开，以表彰在这个领域作出重要贡献的科学家。其中包括诺贝尔生理学与医学奖，拉斯克奖，生命科学突破大奖以及麦克阿瑟天才奖等。在2020年的脚步声即将远去，2021年挥手来临的日子里，让我们对2020年揭晓的相关奖项进行简单梳理，本期将为大家介绍的是麦克阿瑟天才奖，希望大家喜欢。
2020年12月20日讯/生物谷BIOON/---每年，在生命科学和医学领域，一些重要的评奖都会陆续展开，以表彰在这个领域作出重要贡献的科学家。其中包括诺贝尔生理学与医学奖，拉斯克奖，生命科学突破大奖以及麦克阿瑟天才奖等。在2020年的脚步声即将远去，2021年挥手来临的日子里，让我们对2020年揭晓的相关奖项进行简单梳理，本期将为大家介绍的是麦克阿瑟天才奖，希望大家喜欢。
2020年麦克阿瑟天才奖
日前，麦克阿瑟基金会（MacArthur Foundation）公布了2020年麦克阿瑟奖（MacArthur Fellows）的获奖名单。今年总计有21位杰出人士获奖，其中4位从事生命科学领域工作的科学家获此殊荣。他们分别为来自明尼苏达大学医学院的认知神经科学家Damien Fair教授，来自犹他大学人类遗传学系的Nels Elde教授，来自加州伯克利分校的细胞发育生物学家Polina V. Lishko教授以及来自普林斯顿大学的生物化学家Mohammad R. Seyedsayamdost教授。
Damien Fair与大脑认知过程的生物学机制
Damien Fair教授因其在大脑中设计网络连通性地图，以加深我们对不同区域在典型和非典型情况下如何交流和发展的理解，获得2020年的麦克阿瑟天才奖。
最近，Fair正在研究早期生命环境影响（例如孕产妇的压力，炎症或抑郁症）和童年经历（例如参加运动，睡眠习惯和社交媒体）对人和人的静止状态网络的影响。这些发现对发育心理学家和认知神经科学家如何思考大脑发育以及我们如何在整个生命周期中预防新出现的精神病理学具有重要意义。所有这些工作都需要对儿童进行功能和结构MRI的精确测量。
Fair教授结合功能性磁共振成像（fMRI），先进的数学技术以及心理学和神经科学方面的专业知识，研究了静止状态的大脑连接性-大脑的内在或自发神经活动。
Fair教授能够更精确地观察大脑中不同区域之间如何交流，以及这种交流在从婴儿期到青春期的不同发育阶段如何演变。他采用图论来绘制大脑处于静止状态时的连接性和这些连接的强度。他还引起了人们对表征或绘制单个大脑的兴趣。这些“连接型”或“功能指纹”大大改进了以前的典型模型，该模型使用来自多个人的汇总数据构建的典型和非典型的大脑连接性。功能指纹图谱还可以增进人们对非典型发展的理解，例如多动症和自闭症谱系障碍（ASD）。
传统上，心理病理学的因果模型集中于识别单个核心功能障碍，但此类模型无法解释整个人群的脑功能和行为方面的显著差异。 Fair和合作者致力于建立计算模型，以识别具有独特因果关系途径的ADHD和ASD表现的亚组。这项工作有可能为更多个性化治疗方案的设计提供参考。
最近，Fair正在研究早期生命环境影响（例如孕产妇的压力，炎症或抑郁症）和童年经历（例如参加运动，睡眠习惯和社交媒体）对人和人的静止状态网络的影响。这些发现对发育心理学家和认知神经科学家如何思考大脑发育以及我们如何在整个生命周期中预防新出现的精神病理学具有重要意义。所有这些工作都需要对儿童进行功能和结构MRI的精确测量。
Damien Fair于1998年获得了奥古斯塔纳大学的学士学位，2001年获得耶鲁大学医学院的医学硕士学位，并于2008年获得圣路易斯华盛顿大学医学院的博士学位。 Fair博士于2008年至2020年就职于俄勒冈州健康与科学大学（OHSU）。2020年7月，他加入明尼苏达大学，担任脑发育研究所所长，。他是“青年参与科学（YES！）”的共同创始人，并且与Nico Dosenbach博士共同创立了NOUS Imaging，Inc.，该公司开发了用于临床的FIRMM软件。 Fair博士发表了一系列同行评议文章，包括《Nature Neuroscience》《PNAS》《Neuron》《Science》《JAMA Psychiatry》《Biological Psychiatry》等。
Nels Elde与 “宿主-病原体” 相互作用的进化机制
Nels Elde与 “宿主-病原体” 相互作用的进化机制
Nels Elde教授因其在研究驱动宿主-病原体相互作用的分子机制和进化过程方面的接触工作获得本年度的麦克阿瑟天才奖。
Nels Elde是一位进化遗传学家，致力于研究宿主与病原体之间的相互作用以及能够使生物更好地攻击他人或保护自己的进化过程。宿主与病原体之间的冲突类似于来回 “军备竞赛” ，因为宿主获得了增强的免疫防御能力，使微生物和病毒的攻击受挫，而病原体则更好地逃避了同样的防御。通过对自然发生的进化历史的回顾性分析以及实验室中微生物实验的进化，Elde教授已经确定了几种驱动宿主和病原体功能适应性快速进化的分子机制。
在早期工作中，他证明了痘病毒（一种双链DNA病毒，如痘苗，天花疫苗）通过扩展病毒蛋白的基因序列来破坏其哺乳动物宿主的免疫反应，从而使宿主自身的免疫能力丧失。扩展或收缩基因序列的能力（Elde称之为“基因手风琴”）使病毒能够响应宿主防御的变化而迅速进化。 Elde在大猿中观察到了一个实例，即宿主（猿）和病原体（流感嗜血杆菌）之间活跃且持续的进化相互作用。宿主产生运铁蛋白（一种铁转运蛋白），以提供细胞和铁元素，使其远离病原体，即所谓的营养免疫；作为响应，流感嗜血杆菌产生一种表面蛋白，该表面蛋白结合运铁蛋白并清除其宿主生物中的铁，以促进感染。Elde小组的研究表明，面对细菌蛋白质的进化，猿猴中的转铁蛋白序列会迅速进化，从而逃避铁的清除，这一发现有望帮助开发出更有效的细菌感染治疗方法。
最近， Elde揭示了哺乳动物基因组中基因序列的转座因子（如何另外可以作为在整个基因组中分布调控序列并促进免疫系统进化的一种手段。Elde的工作的潜在影响是广泛的，从更好地了解宿主的转换到鉴定细菌和病毒中可治疗的靶标，以治疗新兴的传染病。
1995年，Nels Elde获得了卡尔顿学院的学士学位，2005年获得芝加哥大学的博士学位。 Elde于2005年至2011年在Fred Hutchinson癌症研究中心担任博士后。他于2011年加入犹他大学，目前是人类遗传学系的副教授。他的研究发表在《Cell》《Science》等杂志上。
Polina V. Lishko与哺乳动物的受精细胞过程
Polina V. Lishko与哺乳动物的受精细胞过程
Polina V. Lishko教授因其在检查与指导哺乳动物受精的细胞过程方面的贡献，并为避孕和不育症治疗开辟新途径，获得本年度的麦克阿瑟天才奖。
Mohammad R. Seyedsayamdost与新型分子合成
Polina V. Lishko是一位细胞生物学和发育生物学家，致力于研究指导哺乳动物受精的分子机制。通过一系列基因组，生化和生理分析，阐明了通过雌性生殖道和顶体发育调节精子细胞运动的细胞过程（使精子能够穿透卵的保护层的细胞器），并最终导致细胞融合。
尽管已经知道这些功能取决于精子细胞膜上电势的调节，但是对介导这些电势的细胞离子通道（允许带电分子进入或移出细胞的蛋白质）的研究却一直没有得到清楚的揭示。
Lishko开发了可用于任何哺乳动物物种的精子细胞的精子钳细胞电生理方法，从而能够严格研究细胞离子通道如何响应雌性生殖道的化学和机械信号。Lishko和她的合作者发现，纳摩尔浓度的孕酮与一种称为ABHD2的受体蛋白相互作用，以激活CatSper钙离子通道，然后使钙离子进入精子中以引发受精事件。在相关工作中，利什科（Lishko）发现，两种类固醇类植物来源的萜类化合物（紫杉醇和羽扇豆酚）抑制CatSper离子通道，从而避免了精子过度活化。因此，两种抑制剂都可以防止受精，并有可能充当避孕药的原型。
最近，她已经证明，精子孕激素受体蛋白ABHD2在哺乳动物卵巢中高表达，并且在女性性周期和生殖中起着新的调节作用。Lishko正在增进对哺乳动物受精的了解，并开辟新的途径来治疗人类不育症以及开发男性专用或男女通用的避孕药具。
1996年，Polina V. Lishko获得基辅塔拉斯·舍甫琴科国立大学的学士学位，2000年获得乌克兰国家科学院的博士学位。之后，Lishko在哈佛大学从事博士后研究，2006年-2011年在加利福尼亚大学旧金山分校担任讲师。 Lishko于2012年加入加州大学伯克利分校，目前是分子和细胞生物学系的副教授。文章发表在《Cell》，《Science》，《Nature》，《PNAS》等杂志上。
Mohammad R. Seyedsayamdost与新型分子合成
Mohammad R. Seyedsayamdost教授因其在具有治疗特性的新型分子的合成并加快新抗生素的发现方面的研究工作，获得本年度的麦克阿斯天才奖。
Mohammad R. Seyedsayamdost是一位生物化学家，致力于研究具有生物活性或治疗特性的新小分子的合成。临床使用的抗生素（例如青霉素）中有将近70％是通过细菌和真菌中生物合成途径产生的天然产物或天然产物衍生物。这些途径中的大多数途径的分子或次级代谢产物仅在特定条件下合成，这些条件很难在典型的实验室培养中复制。
利用商品化的小分子文库（通常是已知的抗生素），Seyedsayamdost开发了一种称为HiTES（高通量筛选剂筛选）的方法，该方法可以快速激活原本沉默的次级代谢途径，从而产生相应的天然产物。然后，他使用了一系列方法，包括核磁共振光谱法，计算和分析化学以及成像质谱法，来分析和表征这些复杂天然产物的结构（和潜在用途）。 Seyedsayamdost还发现了在共生相互作用中新颖的天然化合物，这些化合物通常在微生物多样性广泛的环境中出现。例如，他确定了海洋玫瑰果细菌利用天然产物与微藻相互作用的机制。这种相互作用通常是有益的。但是，当微藻开始退化时，细菌中的隐秘基因簇会触发有毒次级代谢产物的合成，从而杀死微藻并确保细菌的生存。在这些研究和其他研究过程中，他的小组发现了具有不同键模式的各种分子结构，这表明了丰富多样的生化途径，可能对生产其他化合物有用。在最近的工作中，Seyedsayamdost阐明了分子内交联的形成，以赋予万古霉素独特的结构和生物活性特征（万古霉素是一种抗持续感染的抗生素）。他还建立了一种合成/酶联方法，以加快发现与万古霉素相似的抗生素，有效抵抗耐万古霉素的感染。
随着新的传染病的出现和病原菌对我们目前的抗生素治疗产生抵抗力，Seyedsayamdost的研究正在扩大合成有机化学家可使用的工具箱，并开放使用新的渠道，以发现以前未知且可能具有治疗作用的生化化合物。
Mohammad R. Seyedsayamdost于2001年获得Brandeis University的学士学位，2008年获得麻省理工学院的博士学位。在2013年加入普林斯顿大学之前，他是哈佛医学院的博士后研究员，目前是化学系的副教授。Seyedsayamdost的研究已发表在《Nature Chemistry》，《Nature Chemical Biology》，《Journal of the American Chemical Society》，《PNAS》和《mBio》等期刊上。（生物谷 Bioon.com）
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