2008年诺贝尔化学奖.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2008,年诺贝尔化学奖,Nobel Prize in Chemistry 2008,1,Alfred Nobels will stated that,94%of his,total assets,should be used to establish the Nobel Prizes,31million SEK(c.,US,$186 million in 2008),The Nobel Foundation was founded as a,private organisation on,29 June 1900,to manage the finances and administration of the Nobel Prizes.,Since the 1980s,the Foundations investments have become more profitable and as of 31 December 2007,the assets controlled by the Nobel Foundation amounted to 3.628 billion Swedish,kronor,(c.US$560 million).,The Nobel Foundation,2,阿尔弗雷德,诺贝尔一生拥有,发明专利,355,项，在,20,个国家开办,了约,100,家公司，是当时欧洲最为富有的人之一。诺贝尔的遗产执行人在各国,奔波了,4,年,才把他的财产清算完毕，去除留给他亲朋好友的部分外，剩余,3300,多万瑞典克朗，,当时合,920,万美元，按购买力计算大约相当于,2008,年的,1.86,亿美元,。,3,诺贝尔基金投资于收益较低、风险也较低的,证券,中，从,20,世纪中期也开始参与股票和不动产的投资，,每年,由此产生的收益即为,当年,的诺贝尔奖金,总额。,一百多年来，由于税务法规和政策、货币购买力、投资收益等的变化，,每年的奖金总额,都有变化，也曾经出现过多年的下降。,4,不过，随着基金总额的累积，近几十年来诺贝尔奖的奖金额度持续增长。,1901,年,第一次颁奖时单项奖金约为,15,万瑞典克朗，,合当时,4.2,万美元,。,到,20,世纪,80,年代的时候，单项奖金增加到,100,万瑞典克朗以上,，,进入,21,世纪后更是增加到,1000,万瑞典克朗以上，,2007,年的奖金按当时汇率换算约为,180,万美元,。,5,瑞典皇家科学院日宣布，日本科学家,下村修,、美国科学家,马丁,沙尔菲,和美籍华裔科学家,钱永健,获得今年的诺贝尔化学奖。,瑞典皇家科学院说，这三位科学家因在发现和研究绿色荧光蛋白方面做出贡献而获奖。他们三人将平分诺贝尔化学奖奖金。,新华网斯德哥尔摩月日电,6,今年岁的下村修生于日本，年赴美，现居住在美国马萨诸塞州。他于年在水母中发现了绿色荧光蛋白。,沙尔菲目前是,美国哥伦比亚大学生物学教授,，他在利用绿色荧光蛋白做生物示踪分子方面做出了贡献。,华裔科学家钱永健年生于美国纽约，目前在加州大学圣迭戈分校任教。,7,今年的,诺贝尔化学奖,奖励的是对,GFP,的原初发现以及一系列的重要发展，这些发展已经作为标记工具在生物科学中使用。通过,DNA,技术，研究人员现在能够将,GFP,和其他有趣但却不可见的蛋白联系起来。发光标记使科学家能够观察蛋白的运动、位置以及相互作用。,8,绿色荧光蛋白于,1962,年首次在,Aequorea victoria,（一种随北美西海岸洋流漂移的水母）中被观察到。从那时开始，它就成为当代生物科学最重要的工具之一。在,GFP,的帮助下，研究人员已经发展出多种方法来观察先前不可见的过程，比如大脑神经细胞的发育和癌细胞如何进行扩散。,9,数万种不同的蛋白存在于活有机体内，控制着重要化学过程的微小细节。如果这一蛋白机器出现故障，疾病就会随之而来。这就是为什么生物科学如此急切地要描绘出身体中不同蛋白的功能。,在,GFP,的帮助下，研究人员也可以跟踪研究多种不同细胞的命运，比如阿尔海默氏症中神经细胞的损伤，或者一个正在发育的胚胎的胰腺，如何创造出产胰岛素的,细胞。在一项独特的研究中，科学家用各种颜色成功标记了小鼠大脑中的不同神经细胞。,10,Nobel Prize in Chemistry 2008,:,for the discovery and development of the green fluorescent protein,GFP,Osamu Shimomura,Martin Chalfie,Roger Y.Tsien,1/3 of the prize,1/3 of the prize,1/3 of the prize,Marine Biological Laboratory(MBL)Woods Hole,MA,USA;Boston University Medical School Massachusetts,MA,USA,Columbia University New York,NY,USA,University of California San Diego,CA,USA;Howard Hughes Medical Institute,11,钱永健的主要贡献在于让人们理解了,GFP,发出荧光的机制。同时，他拓展出绿色之外的可用于标记的其他颜色，从而使科学家能够对各种蛋白和细胞施以不同的色彩。这一切，令在同一时间跟踪多个不同的生物学过程成为现实。,2008,诺贝尔化学奖获奖三位科学家分别的贡献如下：,下村修首次从,Aequorea victoria,中分离出,GFP,。他发现该蛋白在紫外线下会发出明亮的绿光。,Martin Chalfie,证明了,GFP,作为多种生物学现象的发光遗传标记的价值。在最初的一项实验中，他用,GFP,使秀丽隐杆线虫的,6,个单独细胞有了颜色。,12,水母素和,GFP,都有重要的应用。但水母素仍是,荧光素酶,的一种，它需要荧光素。而,GFP,蛋白质本身发光，在原理上有重大突破。,Chalfie,的文章立即引起轰动，很多生物学研究者纷纷将,GFP,引入自己的系统。在一个新系统表达,GFP,就能在,自然,、,科学,上发表文章，其实不过是跟风性质，没有原创性。,13,1955,年,Davenport,和,Nicol,发现水母可以发绿光，但不知其因。在,1962,年下村修和约翰森在那篇纯化水母素的文章中，有个注脚，说还发现了另一种蛋白，它在阳光下呈绿色、,钨丝,下呈黄色、紫外光下发强烈绿色。其后他们仔细研究了其发光特性。,1974,年，他们纯化到了这个蛋白，当时称绿色蛋白、以后称,绿色荧光蛋白,GFP,。,Morin,和,Hastings,提出水母素和,GFP,之间可以发生能量转移。水母素在钙刺激下发光，其能量可转移到,GFP,，刺激,GFP,发光。这是物理化学中知道的,荧光共振能量转移,(FRET),在生物中的发现。,14,下村修本人对,GFP,的应用前景不感兴趣，也没有意识到应用的重要性。他离开,普林斯顿,到,Woods Hole海洋研究所后，同事普腊石,(Douglas Prasher),非常感兴趣发明生物示踪分子。,1985,年普腊石和日裔科学家,SatoshiInouye,独立根据蛋白质顺序拿到了水母素的基因（准确地说是,cDNA,）。,1992,年，普腊石拿到了,GFP,的基因。有了,cDNA,，一般生物学研究者就很好应用，比用蛋白质方便多了。,15,The odd man out in this triumvirate,（,traImvrIt,三人的联合政治,三人执政,）,is,Douglas Prasher,.With a tiny lab and budget,Prasher discovered the primary sequence of GFP and cloned the cDNA of GFP,.Unfortunately,around the time of his works publication,his grant ran out.Prasher sent out DNA samples to Chalfie,Tsien and others,shut down his lab and left science.Prashers contribution was the essential foundation for the explosion of developments in the field.,Some argue that Tsien would have already won the Nobel prize for calcium signaling if not for his contribution to GFP.As a graduate student,he invented the high affinity calcium chelator,（,ki:lit,螯合的,;,螯化物）,BAPTA,.Using BAPTA as a foundation,he created a large family of fast,brightcalcium dyes,including,fura-2,.Nearly every,fluorescent dye for calcium,was either his invention or a close variant of one of these.The importance of these tools for understanding intracellular communication cannot be overstated.,16,普腊石,1992,年发表,GFP,的,cDNA,后，不做科学研究了。他申请美国国家科学基金时，评审者说没有蛋白质发光的先例，就是他找到了，也没什么价值。一气之下，他离开学术界去麻省空军国民卫队基地，给农业部动植物服务部工作。当时他如果花几美元，就可以做一个一般研究生都能做，但是非常漂亮的工作：将水母的,GFP,基因放到其他生物体内，比如细菌里，看到荧光，就完全证明,GFP,本身可以发光，无需其它,底物,或者辅助分子。,将,GFP,表达到其它生物体这项工作，,1994,年由两个实验室独立进行：美国,哥伦比亚大学,做,线虫,的,Marty Chalfie,实验室，和加州大学圣迭哥分校、,Scripps,海洋研究所的两位日裔科学家,Inouye,和,Tsuji,。,17,1994,年，华裔美国科学家钱永健（,Roger Y Tsien,）开始改造,GFP,，有多项发现。世界上用的大多数是钱永健实验室改造后的变种，有的荧光更强，有的,黄色,、,蓝色,，有的可激活、可变色。在一些非,模式生物,的体内寻找有颜色的蛋白成为一些人的爱好，现象正如当年在,嗜热生物,中找到以后应用广泛的,PCR,聚合酶后的一波浪潮。,水母,18,纵观整个过程，从,1961,年到,1974,年，下村修和,约翰森,的研究遥遥领先，而很少人注意。如果其他生化学家愿意，他们也可以得到水母素和,GFP,，技术并不特别难。在,1974,年以后，特别是八十年代后，后继的工作，很多研究生都很容易做。其中例外是钱永健实验室发现变种出现新颜色，并非显而易见。,钱永健是和下村修研究相关的一位重要科学家。他在成像技术中，有两项重要工作都与下村修有一定关系。,19,现年岁的下村修出生于,日本京都府,，年获得,名古屋大学理学博士学位,后赴美，先后在美国普林斯顿大学、波士顿大学和伍兹霍尔海洋生物实验所工作。他年从一种水母中发现了荧光蛋白，被誉为,生物发光研究第一人,。,下村修,20,两位日本科学家和一位美籍日裔科学家荣获年诺贝尔物理学奖，日本国内希望借此机会扭转社会上对理工科敬而远之的风气，给基础科学研究注入活力。,年诺贝尔物理学奖获奖名单日公布后，,读卖新闻,当天晚上就发出了号外。相关的消息和解读文章更是充斥了日日本各大报纸的版面。,新华网东京月日电（记者钱铮）21,生物发光现象，下村修和约翰森以前就有人研究。,萤火虫,发荧光，是由,荧光素酶,（,luciferase,）作为酶催化底物分子,荧光素,（,luciferin,），有化学反应如氧化，以后产生,荧光,。而蛋白质本身发光，无需底物，起源是,下村修,和,约翰森,的研究。,下村修和约翰森用过几种实验动物，和本故事相关的是学名为,Aequorea victoria,的水母。,1962,年，下村修和约翰森等在,细胞和比较生理学杂志,上报道，他们分离纯化了,水母,中发光蛋白,水母素,。,22,据说下村修用水母提取发光蛋白时，有天下班要回家了，他把产物倒进水池里，临出门前关灯后，依依不舍地回头看了一眼水池，结果见水池闪闪发光。因为水池也接受养鱼缸的水，他怀疑是鱼缸成分影响水母素，不久他就确定钙离子增强水母素发光。,1963,年，他们在,科学,杂志报道钙和水母素发光的关系。其后,Ridgway,和,Ashley,提出可以用水母素来检测钙浓度，创造了检测钙的新方法。钙离子是生物体内的重要信号分子，,水母素成为第一个有空间分辨能力的钙检测方法，是目前仍用的方法之一,。,23,24,Shimomura,first discovered GFP during the study of the bioluminescent protein aequorin,(i:kw:rin n.(,水母体内的,),发光蛋白质,),the mechanism by which certain jellyfish glow.In the footnote to his,seminal paper,on aequorin purification,he noted the additional presence of“a protein giving solutions that look slightly greenish in sunlight throughonly yellowish under tungsten,(tstn,名词,不可数,化学,钨,),lights,and exhibiting a very bright,greenishuorescence in the ultraviolet.”,www.conncoll.edu/ccacad/zimmer/GFP-ww/shimomura.html,Green Fluorescent Protein,25,26,马丁,沙尔菲现年岁，美国哥伦比亚大学生物学教授，他获奖的主要贡献在于向人们,展示了绿色荧光蛋白作为发光的遗传标签的作用，这一技术被广泛运用于生理学和医学等领域。,诺贝尔奖评审委员会说，这种蛋白已经成为同时代生物科学研究最重要的工具之一。,马丁,沙尔菲,27,28,Chalfie,took the cDNA of GFP andfirst expressed it bacteria and worms,.He demonstratedGFP could be used as a,molecular tag,.Surprisingly,the protein folded and functioned without the use of co-factors specific to the jellyfish.,www.columbia.edu/cu/biology/faculty-data/martin-chalfie/faculty.html,29,钱永健祖籍杭州，年出生于美国纽约，现为,美国加州大学圣迭戈分校生物化学及化学系教授,、美国国家科学院院士、国家医学院院士，年沃尔夫奖医学奖得主。钱永健的主要贡献,在于利用水母发出绿光的化学物来追查实验室内进行的生物反应,，他被认为是这方面的公认先驱。,钱永健,30,钱博士的叔父是钱学森，他是中国火箭之父，同时也是美国和中国在导弹和航天领域的重量级人物，他为中国航空航天工业做出了巨大贡献。,Roger Y.Tsien gave his,lecture,Imaging Protein Sociology and Cell Signaling,.,31,钱永健年出生于美国纽约，在新泽西州利文斯顿长大。钱永健的家族可谓是“科学家之家”，家中有多位工程师，他的父亲是机械工程师，舅舅是麻省理工学院的工程学教授。,Roger Y.Tsien was born in New York,in 1952.He grew up in Livingston,New Jersey and attended Livingston High School there.He had a number of engineers in his extended family,including his father who was a mechanical engineer and his mothers brothers who were engineering professors at MIT.,Tsien,who calls his own work molecular engineering,once said,Im doomed by to do this kind of work.,32,钱永健小时候患有哮喘，只能经常待在家里。他对化学实验感兴趣，常常在家中地下室里做化学实验，一做就是几个小时。岁时，钱永健获得生平第一个重要奖项，也是美国给予高中学生完成科研项目的最高奖：西屋科学天才奖，当时他研究的是金属如何与硫氰酸盐结合。,Tsien suffered from asthma as a child,and as a result,he was often indoors.He spent hours,conducting chemistry experiments,in his basement laboratory.When he was 16,he won first prize in the nationwide,Westinghouse talent search,with a project investigating how metals bind to thiocyanate,（,aiu,saineit,）,.,33,钱永健后来拿了美国国家优等生奖学金进入哈佛大学学习，,20,岁获得化学物理学士学位并从哈佛毕业，接着前往剑桥大学深造，,1977,年获得生理学博士学位。,He attended Harvard University on a,National Merit Scholarship,and graduated with a Bachelor of Science in,chemistry and physics,in 1972.He graduated with summa cum laude.After completing his bachelors degree,he joined the Physiologica,(lfizildikl1,生理的,生理学的,),Laboratory at the University of Cambridge in Cambridge,England with the aid of a,Marshall Scholarship,.He received his Ph.D in physiology from the University of Cambridge in 1977.He was a Research Fellow in Gonville and Caius College,University of Cambridge from 1977 to 1981.,34,After completing his PhD at Cambridge University,he was appointed to the faculty at the,University of California,Berkeley,from 1982 to 1989.Since 1989 he has been working at the University of,California,San Diego,as Professor of,Pharmacology and Professor of Chemistry and Biochemistry,and an investigator of the Howard Hughes Medical Institute.,年，钱永健来到加州大学伯克利分校，并在这里工作年，成为大学教授。年，钱永健将他的实验室搬到加州大学圣迭戈分校，现在他是该校的药理学教授以及化学与生物化学教授。,钱永健年当选美国医学研究院院士，年当选美国国家科学院院士和美国艺术与科学院院士。,35,Tsien is renowned for revolutionizing the fields of cell biology and neurobiology,（,njurubaildi,神经生物学,）,by allowing scientists to peer inside living cells and watch the behavior of molecules in real time.He is well-known for developing colorful dyes,such as Fura-2,to track the movement of calcium within cells and has genetically modified molecules that make jellyfish and corals glow,creating fluorescent colors in a dazzling variety of hues.These multicolored fluorescent proteins are used by scientists to track where and when certain genes are expressed in cells or in whole organisms.,36,钱永健获得了许多重要奖项，包括：年，帕萨诺基金青年科学家奖；年，比利时阿图瓦巴耶拉图尔健康奖；年，盖尔德纳基金国际奖；年，美国心脏学会基础研究奖；年，美国化学学会创新奖；年，荷兰皇家科学院海内生物化学与生物物理学奖；年，世界最高成就奖之一以色列沃尔夫奖医学奖。,37,In 2004,Tsien was awarded the Wolf Prize in Medicine for“for his seminal,（,smnL,与种子有关的，引起的,;,创造的）,contribution to the design and biological application of novel fluorescent and photolabile molecules to analyze and perturb,(pt:b,使混乱,使烦恼,),cell signal transduction.In 2006 he became a Foreign Fellow of the Royal Society in the UK.,In 2008,Tsien shared the Nobel Prize in Chemistry with Osamu Shimomura and Martin Chalfie for The Green Fluorescent Protein:Discovery,Expression and Development.,38,39,Tsien,developed GFP into the many useful variants we use today.He reported the,S65T point mutation,that greatly improved its fluorescent characteristics.His lab also evolved GFP into many other,color variants,and demonstrated that these variants could be used as genetically-encoded intracellular sensors for,calcium,enzyme,action,and,glutamate,(,谷氨酸盐,).,Chromophore of the S65T mutant,(mjutnt;mju:tnt,由突变而产生之新种或新个体,变种,)of GFP,tsienlab.ucsd.edu/People.htm,40,In an early experiment,he inserted the protein into six cells of a transparent roundworm.When placed under ultraviolet light,those cells glowed green,revealing their location.,Dr.Tsien was able to make glowing proteins of colors other than green,allowing biologists to track different cellular processes at the same time.,Biologists now routinely use green fluorescent proteins for tracking the growth and fate of specific cells like nerve cells damaged by Alzheimers disease.,41,42,Transgenic GFP mouse,转基因鼠,43,一项是钙染料。,1980,年钱永健发明检测,钙离子,浓度的染料分子，,1981,年改进将染料引入细胞的方法，以后发明更多、更好的染料，被广泛应用。检测钙的方法有三种：选择性电极、水母素、钙染料。在钱永健的钙染料没有出现以前，具有空间检测能力的只有,水母素,，但当时水母素需要注射到细胞内，应用不方便，而钱永健的染料可以通透到,细胞,里面去。水母素和钙染料各有优缺点，目前用染料的人多。钱永健还发明了多种染料用于研究其他分子。,44,钱永健的第二项工作是,GFP,。,1994,年起，钱永健开始研究,GFP,，改进,GFP,的发光强度，发光颜色（发明变种，多种不同颜色），发明更多应用方法，阐明发光原理。世界上应用的,FP,，多半是他发明的变种。他的专利有很多人用，有公司销售。,钱永健的工作，从八十年代一开始就引人瞩目。他可能是世界上被邀请给学术报告最多的科学家，因为化学和生物都要听他的报告，既有技术应用、也有一些很有趣的现象。钱永健非常肯定下村修的工作，钱较早公开介绍下村修的发现。,45,年，德国科学家格哈德,埃特尔因在表面化学研究领域做出开拓性贡献而获奖。,年，美国科学家罗杰,科恩伯格因在“真核转录的分子基础”研究领域做出贡献而获奖。,年，法国科学家伊夫,肖万、美国科学家罗伯特,格拉布和理查德,施罗克因在烯烃复分解反应研究领域做出贡献而获奖。,年，以色列科学家阿龙,切哈诺沃、阿夫拉姆,赫什科和美国科学家欧文,罗斯因发现泛素调节的蛋白质降解而获奖。,年，美国科学家彼得,阿格雷和罗德里克,麦金农。他们因为在细胞膜通道领域做出了“开创性贡献”而获奖。,年，美国科学家约翰,芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特,维特里希。他们发明了对生物大分子进行识别和结构分析的方法。,年，诺贝尔化学奖奖金一半授予美国科学家威廉,诺尔斯与日本科学家野依良治，以表彰他们在“手性催化氢化反应”领域所做出的贡献；另一半授予美国科学家巴里,夏普莱斯，以表彰他在“手性催化氧化反应”领域所取得的成就。,年，美国科学家艾伦,黑格、艾伦,马克迪尔米德和日本科学家白川英树。他们在导电聚合物领域做出了开创性贡献。,以下是年至年诺贝尔,化学奖,获奖者名单及其主要成就：,46,李政道,：,1926,年生于,上海,，美籍华人，,1957,年获诺贝尔物理学奖，时年,31,岁；,杨振宁,：,1922,年生于,安徽,，美籍华人，,1957,年获诺贝尔物理学奖，时年,35,岁；,丁肇中,：,1936,年生于美国，美籍华人，,1976,年获诺贝尔物理学奖，时年,40,岁；,李远哲,：,1936,年生于,台湾,，美籍华人，,1986,年获诺贝尔获化学奖，时年,50,岁；,朱棣文,：,1948,年生于美国，美籍华人，,1997,年获诺贝尔获物理学奖，时年,49,岁；,崔琦,：,1939,年生于,河南,，美籍华人，,1998,年获诺贝尔获物理学奖，时年,59,岁；丹增嘉措：,1935,年生于,西藏,，中国国籍，,1989,年获诺贝尔和平奖，时年,54,岁，但中国政府拒绝承认；,高行健,：,1948,年生于,江西,，获奖的同年加入法国国籍，,2000,年获诺贝尔获文学奖，时年,52,岁。,钱永健,：,1952,年出生于纽约，美国华裔化学家，中国著名科学家钱学森的堂侄。现为美国科学院院士、医学院院士，美国加州大学圣迭戈分校化学及药理学两系教授。他发明多色莹光蛋白标记技术，为细胞生物学和神经生物学发展带来一场革命。,2008,年,10,月,8,日钱永健与马丁,沙尔菲、下村修共享诺贝尔化学奖。,高锟,：,1933,年出生于中国上海，英籍华人，曾任香港中文大学校长。,2009,年因在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性成就，与发明了半导体成像器件,电荷耦合器件,(CCD),图像传感器的博伊尔和史密斯共同获得诺贝尔物理学奖，时年,75,岁。,47,