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    文摘报 2013年10月19日 星期六

    2013诺贝尔科学奖:开启怎样的未来

    《 文摘报 》( 2013年10月19日   03 版)

        生理学医学奖:揭示药物的未来 三位科学家获奖原因是发现了细胞内的主要运输系统——囊泡运输的调节机制。

        囊泡运输的调节机制听起来还是比较难懂的,但你可以将这些囊泡想象成一辆辆“班车”,它们运送的不是货物,而是细胞中产生的分子,如激素、神经递质、细胞因子和酶等。

        这些分子就像恪尽职守的员工,对人体有着不同作用。但它们体型太大,以致于不能直接穿过细胞中的膜结构这扇自家大门,按时到达各自“工作岗位”,因此,只能坐上囊泡这个班车,由深谙道路的司机准确送达指定岗位,使得人体这个“大公司”一直保持健康。

        囊泡班车的运输是24小时持续不断的。而一旦这些“班车”走错地方,人体公司肯定就会出乱子,比如神经系统疾病、糖尿病、免疫疾病等病症。

        长期以来,人们了解囊泡是细胞运输系统的关键部分,但它是如何记住路线、正确到达目的地的,却一直很神秘。

        “这次的研究把细胞是怎么通过囊泡转运的机制搞清楚了。这项研究的意义在于,未来我们可以设计一些药物,让药物也能通过这个机制来转移从而治疗疾病。”中科院北京基因组研究所甄二真教授说。

        物理学奖:找到质量的起源 瑞典皇家科学院常任秘书诺尔马克表示,两位科学家描述了粒子物理学的标准模型,其预测的基本粒子——希格斯玻色子,不久前被欧洲核子研究中心运行的大型强子对撞机通过实验发现。获奖科学家提出的理论解释了粒子如何获得质量,有助于人类了解亚原子粒子质量的起源。

        “上帝粒子”又称希格斯玻色子。粒子物理学理论认为,物质由基本粒子构成。根据物理学界的定义,基本粒子是在不改变物质属性的前提下的最小体积物质,它是组成各种各样物体的基础。截至目前,粒子物理学的“标准模型”共预言了62种基本粒子的存在,希格斯玻色子是最后一种未被证明存在的基本粒子。

        “上帝粒子”的研究对粒子物理学十分重要,如果它的存在得到证实,将构建完成粒子物理学“标准模型”的最后一段链条,如果这种存在被证伪,其“标准模型”理论就会受到巨大的挑战。

        化学奖:让计算机变得与试管一样重要 化学反应是一个微观过程,许多化学反应的发生可能只需要几微秒,传统上用实验手段描述出反应过程的每一个步骤几乎不可能实现,而此次获奖的三位科学家使计算机成了描述一些化学反应的重要工具。

        他们让经典物理学与迥然不同的量子物理学在化学研究中“并肩作战”。以前,化学家必须二选其一。依靠用塑料棒和杆创建模型的经典物理学方法的优势在于计算简单且能为大分子建模,但其无法模拟化学反应。而如果化学家选择使用量子物理学计算化学反应过程,巨大的计算量使得其只能应付小分子。

        诺贝尔化学奖评选委员会在当天发表的声明中说,现在,对化学家来说,计算机是同试管一样重要的工具,计算机对真实生命的模拟已为化学领域大部分研究成果的取得立下了“汗马功劳”。

        由三位科学家研发的多尺度模型的意义在于其具有普遍性,可用来研究各种各样的化学过程,从生命分子到工业化学过程等,都可以应用到此模型。“如今,蛋白质、核酸、碳氢化合物等生物大分子的研究,最新研究与开发的药物设计等相关研究,几乎都离不开三位获奖者通过计算机模拟出的化学分子模型。”

        《科技生活》10.14 王夕 李鹏)

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