嗜睡症原因、谱图理论、量子信息研究者获奖

梦晨 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

有“科学界奥斯卡”之称的科学突破奖（Breakthrough Prizes）揭晓。

这是科学界奖金最丰厚的奖项，今年共有1500万美元颁向生命科学、基础物理和数学领域作出开创性贡献的5组学者。

生命科学突破奖中，DeepMind创始人哈撒比斯与AlphaFold2一作John Jumper在列，以表彰他们开发了能准确预测蛋白质结构的算法。

根据Nature报道，得知获奖后哈撒比斯表示“震惊”，Jumper则称“无法相信这是真的”。另外，哈撒比斯计划把部分奖金捐给促进教育多元化的公益项目。

哈撒比斯认为，AlphaFold的成功建立在AlphaGo的基础上。2016年击败李世乭后从首尔返回伦敦的第二天，哈撒比斯就把注意力转向了蛋白质折叠。

两年后，Jumper带队开发AlphaFold并在两年一度的CASP竞赛中胜出。但当时预测精度还远远达不到人工实验的水平，进一步提升性能的努力也遇到障碍。

是Jumper的坚持让团队最终选择抛弃前面的成果，从头开始设计出AlphaFold2，并再次取得颠覆性的成绩。

自2021年七月AlphaFold2开源以来，已被超过50万研究人员使用，产生了数千篇论文。

今年7月，DeepMind 发布了几乎所有已知的2亿多个蛋白质预测结构，这些数据已被用于抗生素耐药性、降解塑料的酶等各种研究。

今年生命科学突破奖总共颁发三项，数学突破奖一项，基础物理突破奖一项。

发现细胞组织新机制

普林斯顿大学、霍华德·休斯医学研究所的Clifford Brangwynne与马克思普朗克分子生物学与遗传学研究所的Anthony Hyman获生命科学突破奖。

他们发现了没有细胞膜参与的情况下蛋白质和其他生物分子之间的一种相互作用机制，即通过相分离快速形成动态液滴。这种液滴被证明在信号传导、细胞分裂和DNA调节过程中都起到作用。

该发现被评价为人类对细胞组织理解的一个根本性进步，未来可帮助神经退行性疾病如肌萎缩侧索硬化（ALS）的研究。

发现嗜睡症原因

筑波大学的柳泽正史与斯坦福医学院的Emmanuel Mignot获生命科学突破奖。

他们发现了嗜睡症、或称发作性睡病（Narcolepsy）的发病原因，这也是一种神经退行性疾病，患者白天站立、说话、吃东西、开车时都有可能突然睡着，同时夜间的睡眠也会被扰乱。

关键在于下视丘分泌素（Hypocretin）紊乱，这是一种在神经细胞间传递信号的神经递质，同时调节睡眠和食欲。

基因突变或自身免疫系统攻击产生下视丘分泌素的细胞都可导致这种疾病，

在他们的研究之前，人们对这种疾病几乎一无所知。而基于他们成果开发的疗法现已被证明可以缓解嗜睡症症状。

斯皮尔曼：多项数学成就

耶鲁大学的丹尼尔·斯皮尔曼获数学突破奖，以表彰他在谱图理论、Kadison-Singer问题、数值线性代数、优化问题和编码理论的诸多贡献。

他的研究不仅对数学有重要意义，对计算、通信、工程学甚至临床试验设计中的实际问题都有指导作用。

四位量子信息学先驱

四位量子信息领域的先驱共获基础物理突破奖，他们分别是：

• 牛津大学David Deutsch
• MITPeter Shor
• IBM沃森研究中心Charles Bennett
• 蒙特利尔大学Gilles Brassard

Bennett与Brassard提出了第一个量子密钥协议BB84，开启了量子密码学。

Deutsch定义了图灵机的量子版本也就是通用量子计算机，并证明它可以任意精确地模拟任何遵循量子力学定律的物理系统。

Shor提出了第一个量子算法大数分解Shor算法，他还设计了量子计算机中的纠错技术。

科学突破奖简介

科学突破奖于2012年由俄罗斯富豪尤里·米尔纳夫妇、谷歌创始人布林夫妇、扎克伯格夫妇及阿里巴巴马云夫妇等企业家共同设立。

每年一届，除生命科学基础物理学与数学突破奖外，还设立面向年轻科学家的“物理学新视野奖”、“数学新视野奖”和“青年挑战突破奖”。

此外，2019年起开始设立Maryam Mirzakhani 新前沿奖，颁发给在过去两年内获得博士学位并处于职业生涯早期的女数学家。

对于今年的获奖情况，布林表示“这些令人难以置信的进步值得庆祝”，尤里·米尔纳认为“这些发现既揭示了宇宙的深层真理，又改善了人类的生活。”

本届完整获奖名单：
https://breakthroughprize.org/News/73

参考资料：
https://www.nature.com/articles/d41586-022-02999-9