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2016年 生命科学与医学奖

艾德里安.伯德,
胡达.佐格比

以表彰他们发现一类基因和蛋白,这些蛋白能够确认 染色体脱氧核醣核酸一种可以影响基因调控的化学改变; 并确立这基因的突变是发育障碍疾病蕾特氏症的主要成因。

 

得奖人简介

艾德里安.伯德,<br/>胡达.佐格比

贡献

2016年度邵逸夫生命科学与医学奖颁予艾德里安.伯德 (Adrian P Bird)胡达.佐格比 (Huda Y Zoghbi),以表彰他们发现一类基因和蛋白,这些蛋白能够确认染色体脱氧核醣核酸一种可以影响基因调控的化学改变;并确立这基因的突变是发育障碍疾病蕾特氏症的主要成因。基因的表达有一个精确的开关程序,因而可以达到人类在发育过程中所需要的精密协调。这个程序是通过对染色体上标志的识别而进行的。 这些标志包括一些脱氧核醣核酸及与脱氧核醣核酸结合的蛋白的 化学改变,它们能够抑制或激活基因功能。艾德里安•伯德发现其中一种化学变化,当甲基在去氧核醣核酸中连接到C核苷酸残基时, 基因会被抑制,反之缺少甲基便能开启基因功能运作。他的研究发现能够识别methylC并关掉基因功能的染色体结合蛋白。在1990年, 伯德发现五种不同的蛋白有这样的结合特性,其中一种,称为 MECP2,与能从组蛋白中去除乙醯化学连接的酶连结,而组蛋白是一个主要的染色体结构形成蛋白。染色体脱氧核醣核酸中的methylC以及缺乏乙醯基的组蛋白这两种标签,合作加强对基因抑制的信号,并且形成基因「表现型改变」的标记。胡达•佐格比作为一位经验丰富的神经学专家,她的研究既完全独立又看似是与表观遗传完全无关的生物问题,却将伯德的methylC结合蛋白中的MECP2与具挑战性属神经系统紊乱的蕾特氏症,作出了一个意想不到的连系。

蕾特氏症最先由安地列斯•蕾特於1966年所认定,是一种X染色体疾病。男性只有一条X染色体,如在唯一的一条X染色体上发生基因突变,会是致命的。由於女性有两条X染色体,当基因突变在其中一条 X染色体发生,会引发独特但多变的神经行为疾病。大约在10,000个女孩中会有1个患上这种疾病,她们由出生到6至18个月内,发育与常人无异,但当病发时,他们的智力发展会倒退,人会变得沉闷,并会表现出强迫性行为,如将手部来回搓动,最终失去双手有意识的活动能力。现在已知这种基因突变会导致多种神经失调,包括躁郁症和精神分裂症。在1999年,佐格比和她的同事发现,MECP2中发生基因突变是蕾特氏症的主要原因。她的发现令我们可从杂乱的症状里使用简单直接的基因测试作诊断。佐格比和伯德的研究小组各自研究出蕾特氏症的遗传病动物–老鼠–模型,证明蕾特氏症的主要症状,可以通过在大脑制造一种特定的遗传缺陷而产生。MECP2蛋白在神经细胞中数量很多,接近染色体结合组织蛋白的水平,因此,改变MECP2蛋白水平的平衡,对病患者的染色体结构有严重的影响。佐格比证明以脑深层刺激方式可治疗一些学习和记忆的症状,同样的治疗,亦曾用於柏金逊症的患者身上。相对於大部份神经系统疾病中出现不可逆转的损毁情况下,伯德的研究小组发现注入methylC结合蛋白的活性基因可使蕾特氏症的动物模型修复正常。这发现能提供以基因编辑的新兴技术来治疗某些神经系统疾病的方法。这些互补性很强的研究再次证明基础科学的力量,是揭示人类发展和疾病因由的重要基础。

 

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得奖人获奖介绍

The expression of genes is titrated precisely to achieve the proper balance of functions in all human tissues, including the brain. Ratcheting expression up or down is orchestrated by proteins that bind to DNA, leading to suppression or activation of gene function, but it also depends on signals left on chromosomes, including chemical modifications of the DNA itself. Adrian Bird devised a method for mapping one such chemical mark along chromosomes, namely the presence of a methyl group on the cytosine residue in DNA. This revealed a pattern of methylated and non-methylated sites that helps demarcate genes that can be switched on from those that are to remain silent. One way that this works emerged from his discovery in the 1990s of five different proteins that depend on methylation for their binding to DNA and can silence genes. One member of the protein family, MeCP2, recruits a large complex of enzymes that chemically alter chromosome marks by removing an acetyl chemical tag from a major structural component of the chromosome known as histones. The inter-connection of these two chemical features – the presence of methylcytosine in chromosomal DNA and the loss of acetyl groups on histones – establishes ‘epigenetic’ marking of chromosomal regions causing gene activity to be turned down.
 
The basic molecular mechanisms uncovered by Bird’s research acquired new significance through completely independent work on a seemingly unrelated biological problem. Huda Zoghbi, a pediatric neurologist studying genetic disorders associated with developmental delay and intellectual disability, made an unexpected connection between one of Bird’s methyl-cytosine-binding proteins, MeCP2, and a challenging neurological disorder called Rett syndrome. 

 

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得奖人简介

Adrian P Bird

艾德里安.伯德 (Adrian P Bird)

艾德里安.伯德 (Adrian P Bird) 1947年於英国伍尔弗汉普顿出生,现为 英国爱丁堡大学布坎南遗传学讲座教授。1970年於苏塞克斯大学取得生物化学理学士学位,并於1972年於爱丁堡大学取得生物化学博士学位。他曾在耶鲁大学和苏黎世大学担任博士后研究员(1972–1975)。之后他加入MRC哺乳动物基因组研究中心(1975–1986),然后转到维也纳分子病理学 研究所担任资深科学家(1987–1990)。自1990年起,他於爱丁堡大学担任 布坎南遗传学讲座教授。他在爱丁堡协助创办威康信托细胞生物学中心,并兼负中心主任一职(1999–2011)。随后,他成为威康信托基金会理事 (2000–2010),其间於2007年至2010年为副主席。他是英国伦敦皇家学会、爱丁堡皇家学会及英国医学科学院院士。

 


2017年5月23日  香港

得奖人自传

 

 

 

 

Huda Y Zoghbi

胡达.佐格比 (Huda Y Zoghbi) 

胡达.佐格比 (Huda Y Zoghbi) 1954年於黎巴嫩贝鲁特出生,现为美国贝勒医学院儿科及分子与人类遗传学教授、德克萨斯儿童医院珍与丹•邓肯神经科学研究院主任及美国霍华德休斯医学研究所研究员。1975年於黎巴嫩 贝鲁特美国大学取得生物学理学士学位,并於1979年於美国田纳西州 纳什维尔之梅哈里医学院取得医学博士学位。於1979年至1982年间, 她在贝勒医学院和德克萨斯儿童医院担任驻院医生,随后在贝勒医学 院从事博士后研究员(1982–1988)。之后她一直在贝勒医学院儿科系任教,由助理教授(1988–1991)至副教授(1991–1994),自1994年起为教授。 她是美国国家 科学院及美国国家医学院院士。


2016年5月31日  香港

 

得奖人自传

 

 

 

 

得奖人特写

 

2016年度邵逸夫生命科学与医学奖讲座

"From DNA Methylation to Brain Function" 由艾德里安.伯德教授主讲

2016年度邵逸夫生命科学与医学奖讲座

"Rett Syndrome: From the Clinic to Genomes, Epigenomes, and Neural Circuits" 由胡达.佐格比教授主讲

2016年度邵逸夫奖公开论坛

「2016邵逸夫奬得奬者 — 挑战、寻乐在科研」