用“光遗传”改造基因控制大脑治病，邵逸夫生命科学与医学奖颁给了他

原创 Kai，则生 世界顶尖科学家论坛 来自专辑科学家传奇

新华社5月21日讯，邵逸夫奖基金会当天在香港公布2020年度邵逸夫奖获奖名单。

世界顶尖科学家协会（WLA）会员、英国牛津大学生理学教授吉罗·麦森伯克(Gero Miesenböck)与德国柏林洪堡大学神经科学教授彼得·黑格曼(Peter Hegemann)，以及德国维尔茨堡大学分子植物生理学教授格奥尔格·内格尔（Georg Nagel）被平均颁予了生命科学与医学奖，以表彰他们所研发的光遗传学。这一技术可应用于治疗情绪病和中枢神经病等，有助效治疗帕金森症。

邵逸夫奖在2002年11月按邵逸夫先生的意愿而设立，邵逸夫奖设有三个奖项，分别为天文学、生命科学与医学、数学科学，每年评选和颁发一次。今年是第17届。

世界顶尖科学家协会会员

吉罗·麦森伯克

此高清照片由吉罗·麦森伯克教授独家授权 | 图：WLA

人物名片

教育与工作经历

1993年，因斯布鲁克大学医学博士

2007年前，在斯隆凯特灵癌症中心和耶鲁大学担任教职

2007年至今，牛津大学冠名生理学教授兼神经电路与行为中心主任

主要奖项与荣誉

2013 年，大脑科学奖

2016 年，马斯利奖

2019 年，拉姆福德奖

2019 年，沃伦·阿尔珀特奖

2020 年，邵逸夫奖

主要学术成就

光遗传学的创始人之一；建立的光遗传学控制原理已被广泛采用并且被推广到其他生物系统

开创光遗传学学派

1999年，有个神经学科学家幻想着用光来控制大脑。两年后，世界上诞生了一种叫做光遗传学的技术：这个神经科学家成功地通过基因改造神经细胞，让神经细胞拥有了对光产生反应的蛋白质，结果他就可以将光照射到细胞，接下来这些神经细胞里的电子活动就会被触发。

这个神经学科学家就是吉罗·麦森伯克（Gero Miesenböck）。他是光遗传学的创始人，也是第一个通过基因改造神经细胞的科学家，因此可以用光控制神经细胞的电活动。这涉及将用于光响应性视蛋白的DNA插入细胞中。

麦森伯克对大脑中含有光响应神经细的饲养型动物进行了类似的基因改造，并且首次证明这些动物的行为可以被远程控制。

在果蝇实验中，麦森伯克利用光遗传学激活了果蝇的求偶反应，甚至，他可以用这门技术让无头苍蝇飞起来。

麦森伯克在2016年接受著名科技杂志《连线》（Wired）采访时详解了自己的新学派。他表示“为了解构大脑的工作原理，我们需要的就是逐个击破，精确了解每一个种类的神经细胞在处理信息时扮演的角色。”

光遗传学顾名思义，是由两个环节组成的：光和遗传学。遗传学是利用能够定义单个细胞类型的遗传特征在完整的大脑里选择性地处理掉它们。

而“光”则利用这些遗传特征，对分子里的DNA进行编码使其对光产生敏感性，然后将这些光敏感分子放置到神经细胞里。

通常情况下，人类大脑是靠电来运行的，而光遗传学就是指从基因的角度衡量，选定了一些细胞，然后通过光敏感分子来精准在这些我们选定的细胞中形成电脉冲，使它们可以对光产生反应。

光遗传学使得这样的一场“对话”成为可能：我们亮起灯光，细胞就会做出回应。

图选WIRED

用“光遗传”治疗失眠和帕金森病

由麦森伯克建立的光遗传学控制原理已被广泛采用，并且推广到了其他的生物系统，技术上也在不断地推陈出新。

麦森伯克的大部分工作会继续在黑腹果蝇（果蝇）中完成，可以详细了解可能与人类健康有关的大脑功能的分子、细胞和生理机制。

2019，因为在光遗传学方面的突出贡献，他与与埃德·博伊登（Ed Boyden）、彼得·黑格曼（Peter Hegemann）和卡尔·代塞尔罗思（Karl Deisseroth）一同被授予了沃伦•阿尔珀特奖(Warren Alpert Prize)。沃伦•阿尔珀特奖设立于1987年，每年都会将奖项颁发给那些在人类疾病或者是身心机能紊乱的预防、疗法或者护理上有着引领性科学成就的科学家。

2019年沃伦•阿尔珀特奖对于他们四位的表彰是：“他们的发现不仅创设了光遗传学这个领域，驱动着这个领域不断向前，同时也为基于光遗传学的治疗——范围可以从帕金森到毒瘾都奠定了基础。"

2020年2月15日，据美国科学促进协会(AAAS)旗下新闻媒体报道，麦森伯克及其同事们凭借着非凡的精度和显微镜技术，当活的果蝇经历睡眠/觉醒周期时，他们对果蝇们大脑内部的神经元进行了窥视。果蝇的头部被固定在显微镜下，而此时它们的身体可以自由移动，这使得它们可以在一个针头大小的球上行走。这个球的旋转让研究人员能够判断出苍蝇是醒着还是睡着。

团队从中得出结论：大脑中一种被称为氧化应激的过程会不仅会影响睡眠，还会导致衰老。这一发现可能为失眠症的治疗开辟了新的途径。

图源Consumer Affairs

第二届论坛回顾

吉罗·麦森伯克作为世界顶尖科学家协会的会员在2019年来上海参加了第二届世界顶尖科学家论坛，在莫比乌斯论坛发表演讲时，他强调了对于科研的投资是必要的，因为科研对未来产生的价值是不可预估的。

麦森伯克在莫比乌斯论坛上发言 | WLF

“莫比乌斯”的名字创意源自数学及哲学概念中的无穷大、无极限，在该论坛上，全球顶尖科学家各自在5分钟的发言时间内畅想人类未来20年

吉罗·麦森伯克在主题为“莫比乌斯”的论坛演讲独家视频

与吉罗·麦森伯克一同荣获2020年度邵逸夫奖以及沃伦•阿尔珀特奖的彼得·黑格曼今年均有望来参加第三届世界顶尖科学家论坛。

彼得·黑格曼，在2018年因其对光控离子通道机制的发现获得了被称为“诺贝尔奖”风向标的加拿大盖尔德纳国际奖。

参 考 文 献

1. Wired, Shining a light on how neuroscientists can control our brains, https://www.wired.co.uk/article/gero-miesenbock-neuroscience-light

2. Docwirenews, Researchers Use Light to Change Genetic Activity in the Brain,

https://www.docwirenews.com/docwire-pick/researchers-use-light-to-change-genetic-activity-in-the-brain/

3. Wired,How optogenetics could help you sleep better, https://www.wired.co.uk/article/gero-miesenbock-optogenetics-sleep

4. Consumer Affairs, Sleep and aging could offer solutions for new insomnia treatments, https://www.consumeraffairs.com/news/sleep-and-aging-could-offer-solutions-for-new-insomnia-treatments-032219.html

5. Eurekalert, What induces sleep? For fruit flies it's stress at the cellular level, https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-02/bs-wis021420.php

6. Gairdner, Peter Hegemann, https://gairdner.org/award_winners/peter-hegemann/

7. Shaw Prize, An International Award,

https://www.shawprize.org

8．新华网，2020年度邵逸夫奖获奖名单揭晓，http://www.xinhuanet.com/2020-05/22/c_1126016684.htm

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（责任编辑：小文）

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