1.诺贝尔生理学或医学奖:
年诺贝尔生理学或医学奖授予日本科学家大隅良典(YoshinoriOhsumi),以表彰他发现了细胞自噬的机制。奖金万瑞典克朗(约合人民币万元)。诺贝尔奖委员会颁奖词称,自噬已经被认知超过50年,但是这一过程在生理学和医学的重要性,只有在大隅良典的颠覆性研究之后才得到体现。大隅良典是日本东京工业大学前沿研究中心荣誉教授;-年曾任日本国家基础生物学研究所教授;主要致力于细胞“自噬作用”的研究。
自噬是细胞内的一种“自食”的现象,与作为“自杀”的现象的“凋亡”共用相同的刺激因素和调节蛋白。自噬是指膜包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质等形成自噬体,并与内涵体形成所谓的自噬内涵体,最后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,降解其所包裹的内容物。自噬是长寿蛋白、蛋白聚集物及膜包被的细胞器降解的主要途径。
简单来说,细胞在应对短暂的生存压力时,可通过自噬作用,降解受损、变性、衰老和失去功能的细胞、细胞器和变性蛋白质与核酸等生物大分子,为细胞的重建、再生和修复提供必须原料,实现细胞的再循环和再利用。
分析认为,自噬作用获得诺奖,对肿瘤、神经退行性疾病、Ⅱ型糖尿病相关药物的生产企业存在积极影响,建议 法国化学家让-皮埃尔-索维奇、英国化学家J-弗雷泽-斯托达特爵士以及荷兰化学家伯纳德-L-费林加凭借共同设计与合成分子机器获得了年诺贝尔化学奖。他们使得分子运动具有可控制性,只要加入能量,就能执行任务。分子机器是一个小型升降机、人造肌肉和体型极小的马达。
计算的发展为我们展示了技术的微型化将带来怎样的革新。
年的诺贝尔化学奖得主使机器变得微型,并为化学这一领域开辟新的前进道路。
让-皮埃尔-索维奇早在年就迈出了分子机器的第一步。当时他成功将环状分子连接成链,名为索烃。一般来说,分子有强大的共价键连起来,原子在共价键共享电子,但是在链条中,分子则被更加自由的机器纽带连接在一起。一架能够执行任务的机器必须包含可以相对移动的部分。这两个交叉连结的环正好满足了这个条件。
年,斯托达特爵士进行了第二步。他分解出了轮烷。他将分子环缠绕在很细的分子轴上,表明分子环可以沿着分子轴移动。他的实验基于轮状化合物,包括分子起重机、分子肌和分子级别的电脑芯片。
伯纳德-L-费林是第一个做出了分子马达的人。年,他得到了一个可以沿着一个方向持续旋转的分子马达叶片。他可以用分子马达旋转一个玻璃量筒,这个量筒是分子马达的1万倍大。他还设计了一个纳米汽车。
年的诺贝尔化学奖获得者们将分子体系带出了平衡的僵局,带进了充满能量的状态,在这个状态中分子的运动可以被控制。发展方面,分子马达所处的阶段和19世纪30年代的电动机一样。当时科学家展示了各种旋转的曲柄和轮子,但没意识到它们可以引领电气列车、洗衣机、食品加工器。分子机器最有可能应用在新材料、传感器和储能系统的发展中。
新材料、高分子材料、纳米、微型电机等概念板块可能获益,具体 今年的诺贝尔物理学奖奖金,一半授予美国华盛顿大学的DavidJ.Thouless,另一半授予美国普林斯顿大学的F.DuncanM.Haldan以及布朗大学的J.MichaelKosterlitz。以奖励他们“在拓扑相变以及拓扑材料方面的理论发现”。
他们揭示了奇异物质的奥秘
今年的物理学奖获奖人开启了通往奇异物质状态研究的未知世界的大门。他们通过先进的数学方法对不同寻常的物质相或状态开展研究,如超导体,超流体或是超薄磁膜等。由于这几位获奖人的杰出工作,很多人预期他们的相关理论未来将可以在材料科学和电子学领域得到广泛应用。
这三位获奖人对于物理学中拓扑理论的运用在他们做出发现的过程中发挥了关键性作用。拓扑学实际上是数学的一个分支,其对只做连续性变化的状态进行描述。将拓扑学作为工具,今年的获奖科学家作出了颠覆性的发现。在年代早期,迈克路科斯特立茨(MichaelKosterlitz)和戴维路索利斯(DavidThouless)推翻了当时的一项主流观点,即认为超导或超流体无法在薄层中实现。他们证明了超导性能够在低温条件下实现,并解释了其背后的原理,以及为何在高温下超导性会消失的原因。
在年代,索利斯在一个非常薄的电导层实验中对材料电导性进行了非常精确的整数步骤测量。他证明了这些整数在本质上是具备拓扑性质的。大约在同一时期,邓肯路霍尔丹(DuncanHaldane)发现了拓扑理论如何可以被应用于在某些材料中发现的一系列微小磁体的性质。
我们现在知道很多拓扑相,不仅是在层状材料或是线状材料,也包括常规的三维材料。在过去的数十年间,这一领域一直是凝聚态物理研究的前沿,因为拓扑材料未来将可能在新一代电子与超导体研究,或是量子计算机研究中发挥作用。