刚刚,卡罗琳斯卡医学院诺贝尔大会宣布,2026 年诺贝尔生理学或医学奖授予 Karl Deisseroth、Peter Hegemann 和 Georg Nagel,表彰他们在光门控离子通道与光遗传学方面的发现。
他们把藻类的一种感光蛋白,变成了神经元的光控开关。研究者可以用光激活选定的神经细胞,观察记忆、情绪和行为随之发生的变化,进而检验这些细胞在神经回路中的作用。
用光干预神经活动的官方示意图。© The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill. Mattias Karlén
Deisseroth 任职于美国霍华德·休斯医学研究所和斯坦福大学,Hegemann 任职于德国柏林洪堡大学,Nagel 任职于德国维尔茨堡大学。三人将平分今年的 1200 万瑞典克朗奖金。
从藻类到神经元
这项发现的起点,是一种会朝光源游动的单细胞藻类——衣藻。
2000 年代初,Hegemann 和 Nagel 研究衣藻如何感知光,发现其细胞膜上有一种特殊蛋白:通道视紫红质(channelrhodopsin)。蓝光照上去,蛋白中的通道就会打开,带电离子穿过细胞膜,改变细胞的电活动。把这种蛋白放进其他细胞,也能让它们对光产生反应。
Deisseroth 随后把编码这种蛋白的基因引入大鼠神经细胞。当蓝光照射这些细胞时,神经信号被触发了。这一突破发表于 2005 年;两年后,他又让这套光控开关在活体小鼠的大脑中工作。
将通道视紫红质-2基因引入神经细胞后,蓝光打开离子通道并触发神经信号。© The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill. Mattias Karlén
某些神经元在一种行为出现时活跃,并不直接说明它们对这种行为起了什么作用。光遗传学提供了更直接的实验办法:主动改变选定神经细胞的活动,再观察行为和其他神经活动怎样变化。
诺奖官方介绍指出,研究者已经借助这项工具,揭示了与特定记忆、情绪和行为有关的神经回路,也得以研究它们与神经及精神疾病的关系。临床研究中,还有团队在尝试利用光遗传学帮助视力受损者恢复视觉。
参考链接
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诺奖官方获奖公告:https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/press-release/ -
获奖者与奖金份额:https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/summary/

