Der Breakthrough Prize in Science 2023 wurde ausgeschrieben und sie gewannen den Preis für die Entdeckung der Ursache von „Narkolepsie“.

Am 22. September wurde der Breakthrough Prize 2023 offiziell bekannt gegeben.

Mit dem Breakthrough Prize werden vor allem Personen ausgezeichnet, die herausragende Beiträge in den Bereichen Biowissenschaften, Grundlagenphysik und Mathematik geleistet haben. Jeder Gewinner kann einen Preis in Höhe von 3 Millionen US-Dollar erhalten. Dies ist die höchste Einzelauszeichnung in der wissenschaftlichen Gemeinschaft und kann als „der erste große Preis in der wissenschaftlichen Gemeinschaft“ bezeichnet werden.

Zu den Breakthrough Prizes 2023 gehören drei Breakthrough Prizes in den Biowissenschaften, ein Breakthrough Prize in der Grundlagenphysik und ein Breakthrough Prize in der Mathematik, jeweils mit einem Preisgeld von 3 Millionen US-Dollar;

Darüber hinaus wurden sechs New Horizons-Preise mit einem Preisgeld von jeweils 100.000 US-Dollar und drei Maryam Mirzakhani New Frontiers-Preise mit einem Preisgeld von jeweils 50.000 US-Dollar verliehen.

Unter ihnen gewannen Emmanuel Mignot von der Stanford School of Medicine und Masashi Yanagisawa von der Universität Tsukuba den „Breakthrough Prize in Biological Sciences“ 2023 für ihre bahnbrechenden Beiträge zur „Entdeckung der Ursachen von Narkolepsie und Förderung der Entwicklung neuer Behandlungsmethoden für Schlafstörungen“.

Bild | Emmanuel Mignot und Masashi Yanagisawa.

Narkolepsie ist eine Erkrankung, die durch übermäßiges Schlafen gekennzeichnet ist. Es gibt zwei Haupttypen: primäre Hypersomnie und rezidivierende Hypersomnie. Die Symptome sind bei beiden gleich, treten jedoch in unterschiedlicher Häufigkeit auf.

Menschen mit Narkolepsie leiden unter wiederkehrenden Episoden übermäßiger Tagesmüdigkeit (EDS), die sie im Gegensatz zu der Müdigkeit, die durch Schlafmangel oder Schlafunterbrechungen in der Nacht verursacht wird, dazu zwingt, tagsüber beim Arbeiten, Essen oder Sprechen mehrere Nickerchen zu machen. Menschen mit Narkolepsie schlafen nachts oft zu lange und haben Schwierigkeiten, aus dem langen Schlaf aufzuwachen.

Weitere Symptome der Narkolepsie sind Angstzustände, zunehmende Wut, abnehmende Energie, Ruhelosigkeit, langsames Denken, langsame Sprache, Appetitlosigkeit, Halluzinationen und Gedächtnisstörungen. Manche Menschen mit Narkolepsie sind nicht in der Lage, familiäre, soziale, berufliche oder andere soziale Beziehungen aufrechtzuerhalten.

Primäre Hypersomnie kann Monate oder sogar Jahre andauern; Häufig kommt es zu rezidivierender Hypersomnie, einem ständigen Wechsel zwischen normalem Schlaf und übermäßigem Schlaf. Das Kleine-Levin-Syndrom ist die bekannteste wiederkehrende Hypersomnie, bei der die Patienten oft mehr als 18 Stunden am Tag schlafen, ohne sich wach zu fühlen.

In den 1980er Jahren begann Mignots Team mit der Kreuzung von Hunden mit Narkolepsie, um die mit der Krankheit in Zusammenhang stehenden Gene zu identifizieren. Schließlich stießen sie auf Gene, die für zwei Membranrezeptoren im Gehirn kodieren.

Membranrezeptoren befinden sich in der Zellauskleidung und erkennen Moleküle außerhalb der Zelle. Bestimmte Moleküle aktivieren die Rezeptoren und lösen eine Kaskade von Reaktionen aus, die oft zu Verhaltensänderungen des Organismus führen.

Mignot hatte jedoch keine Ahnung, welche Funktion diese neu entdeckten Rezeptoren hatten, geschweige denn, auf welche Moleküle sie reagierten.

Etwa zur gleichen Zeit arbeitete Yanagisawas Team daran, die Rolle von Hunderten von Rezeptoren zu bestimmen, indem es beobachtete, welche proteinähnlichen Moleküle sie aktivierten.

Dazu entnahmen sie eine Mischung von Peptiden aus den Gehirnen der Tiere und verfeinerten diese, bis sie isolieren konnten, welche spezifischen Peptide einen bestimmten Rezeptor aktivierten. Ihr erstes Ziel war der Rezeptor, den Mignot ebenfalls untersucht hatte, und sie stellten fest, dass dieser auf zwei bislang unbekannte Peptide reagierte, die heute Orexin-A und Orexin-B genannt werden.

Anschließend deaktivierte Yanagisawas Team bei Mäusen das Gen, das Orexin produziert, und stellte fest, dass diese normalerweise nachtaktiven Tiere nachts in einen periodischen Schlaf fielen. Als sie den Mäusen nachts Orexin ins Gehirn injizierten, konnten diese wach bleiben.

Zusammengenommen enthüllen die Ergebnisse nicht nur einen Membranrezeptor, der mit Narkolepsie in Zusammenhang steht, sondern auch zwei Orexine, die normalerweise an diesen Rezeptor binden, um Wachheit herbeizuführen. Weitere Untersuchungen bestätigten, dass Menschen mit Narkolepsie kein Orexin produzieren.

In der offiziellen Begründung der Auszeichnung hieß es, ihre Arbeit habe „entdeckt, dass Narkolepsie durch eine Verringerung der Anzahl von Gehirnzellen verursacht wird, die Substanzen produzieren, die das Wachwerden fördern, und damit den Weg für die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden für Schlafstörungen geebnet.“

Aufgrund der oben genannten Beiträge wurden Mignot und Yanagisawa mit dem „Breakthrough Prize in Life Sciences“ ausgezeichnet.

Anbei finden Sie die Liste der Gewinner des Breakthrough Prize und des New Horizons Prize 2023:

▼ Durchbruchspreis 2023 in den Biowissenschaften

Gewinner:

Emmanuel Mignot (Stanford School of Medicine) Masashi Yanagisawa (Universität Tsukuba)

Grund für den Gewinn:

Die Entdeckung, dass Narkolepsie durch eine Abnahme der Anzahl von Gehirnzellen verursacht wird, die Substanzen produzieren, die die Wachheit fördern, ebnet den Weg für die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden für Schlafstörungen. (Für die Entdeckung, dass Narkolepsie durch den Verlust einer kleinen Anzahl von Gehirnzellen verursacht wird, die eine schlaffördernde Substanz produzieren, und damit den Weg für die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden für Schlafstörungen ebnete.)

Gewinner:

Clifford P. Brangwynne (Princeton University)Anthony A. Hyman (Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik)

Grund für den Gewinn:

Der grundlegende Mechanismus, durch den Proteine ​​und RNA durch Phasentrennung in Zellgeweben membranlose Organellen bilden, wurde entdeckt. (Für die Entdeckung eines grundlegenden Mechanismus der Zellorganisation, der durch die Phasentrennung von Proteinen und RNA in membranlosen Flüssigkeitströpfchen vermittelt wird.)

Gewinner:

Demis Hassabis (DeepMind) John Jumper (DeepMind)

Grund für den Gewinn:

Es wurde eine Deep-Learning-Methode entwickelt, um die 3D-Struktur eines Proteins schnell und genau anhand seiner Aminosäuresequenz vorherzusagen. (Für die Entwicklung einer Deep-Learning-KI-Methode, die die dreidimensionale Struktur von Proteinen schnell und genau anhand ihrer Aminosäuresequenz vorhersagt.)

▼ Durchbruchspreis 2023 in der Grundlagenphysik

Gewinner:

Charles H. Bennett (IBM Thomas J. Watson Research Center) Gilles Brassard (Universität Montreal) David Deutsch (Universität Oxford) Peter W. Shor (Massachusetts Institute of Technology)

Grund für den Gewinn:

Er hat herausragende Beiträge zur Grundlagenarbeit auf dem Gebiet der Quanteninformation geleistet. (Für grundlegende Arbeiten auf dem Gebiet der Quanteninformation.)

▼ Durchbruchspreis 2023 in Mathematik

Gewinner:

Daniel A. Spielman (Yale University)

Grund für den Gewinn:

Für bahnbrechende Beiträge zur theoretischen Informatik und Mathematik, einschließlich der Spektralgraphentheorie, des Kadison-Singer-Problems, der numerischen linearen Algebra, Optimierungsproblemen und Kodierungstheorie. (Für bahnbrechende Beiträge zur theoretischen Informatik und Mathematik, einschließlich der Spektralgraphentheorie, des Kadison-Singer-Problems, der numerischen linearen Algebra, der Optimierung und der Kodierungstheorie.)

▼ Preis „Neue Horizonte in der Physik“ 2023

Gewinner:

David Simmons-Duffin (California Institute of Technology, USA)

Grund für den Gewinn:

Es hat die Entwicklung analytischer und numerischer Techniken zur Untersuchung der konformen Feldtheorie gefördert, einschließlich Theorien zur Beschreibung des kritischen Punkts des Phasenübergangs von Flüssigkeit zu Dampf und Supraflüssigkeit. (Für die Entwicklung analytischer und numerischer Techniken zur Untersuchung konformer Feldtheorien, einschließlich derjenigen, die den kritischen Punkt von Flüssigkeit und Dampf sowie den Phasenübergang von suprafluiden Medien beschreiben.)

Gewinner:

Anna Grassellino (Fermilab)

Grund für den Gewinn:

Entdeckte erhebliche Leistungsverbesserungen in supraleitenden Hochfrequenzkavitäten aus Niob mit Anwendungen von der Beschleunigerphysik bis zu Quantengeräten. (Für die Entdeckung wesentlicher Leistungsverbesserungen bei supraleitenden Hochfrequenzkavitäten aus Niob, deren Anwendungsgebiete von der Beschleunigerphysik bis zu Quantengeräten reichen.)

Gewinner:

Hannes Bernien (University of Chicago), Manuel Endres (California Institute of Technology), Adam M. Kaufman (Joint Institute for Experimental Astrophysics, National Institute of Standards and Technology, University of Colorado), Kang-Kuen Ni (Harvard University), Hannes Pichler (Universität Innsbruck, Österreichische Akademie der Wissenschaften)

Grund für den Gewinn:

Dies hat zur Entwicklung optischer Pinzetten-Arrays geführt, die die Steuerung einzelner Atome ermöglichen, sowie zu Anwendungen in der Quanteninformationswissenschaft, der Metrologie und der Molekularphysik. (Für die Entwicklung optischer Pinzetten-Arrays zur Steuerung einzelner Atome für Anwendungen in der Quanteninformationswissenschaft, Metrologie und Molekularphysik.)

▼ Preis „Neue Horizonte in der Mathematik“ 2023

Gewinner:

Ana Caraiani (Imperial College London, Universität Bonn)

Grund für den Gewinn:

Leistete viele revolutionäre Beiträge zum Langlands-Programm, insbesondere seine Arbeit mit Peter Scholze an der Hodge-Tate-Periodenkarte von Shimura-Clustern und ihren Anwendungen. (Für vielfältige bahnbrechende Beiträge zum Langlands-Programm und insbesondere für die Arbeit mit Peter Scholze an der Hodge-Tate-Periodenkarte für Shimura-Varietäten und ihre Anwendungen.)

Gewinner:

Ronen Eldan (Weizmann Institute of Science, Microsoft Research)

Grund für den Gewinn:

Entwickelte die Zufallsstandortmethode und machte bedeutende Fortschritte bei mehreren offenen Problemen in der hochdimensionalen Geometrie und Wahrscheinlichkeitsrechnung, darunter Jean Bourgains Slicing-Problem und die KLS-Vermutung. (Für die Entwicklung der stochastischen Lokalisierungsmethode, die zu erheblichen Fortschritten bei mehreren offenen Problemen der hochdimensionalen Geometrie und Wahrscheinlichkeitsrechnung geführt hat, darunter Jean Bourgains Slicing-Problem und die KLS-Vermutung.)

Gewinner:

James Maynard (Universität Oxford)

Grund für den Gewinn:

Für mehrere Beiträge zur analytischen Zahlentheorie, insbesondere zur Verteilung der Primzahlen. (Für zahlreiche Beiträge zur analytischen Zahlentheorie und insbesondere zur Verteilung von Primzahlen.)

▼ Maryam Mirzakhani New Frontier Award 2023

Gewinner:

Maggie Miller (Stanford University, Clay Mathematics Institute)

Grund für den Gewinn:

Für herausragende Beiträge zur Untersuchung von Faserbandknoten und Oberflächen in vierdimensionalen Mannigfaltigkeiten. (Für die Arbeit an Knoten aus Faserbändern und Oberflächen in 4-dimensionalen Mannigfaltigkeiten.)

Gewinner:

Jinyoung Park (Stanford University)

Grund für den Gewinn:

Es wurden herausragende Beiträge zur Lösung mehrerer wichtiger Vermutungen über Schwellen- und Selektorprozesse geleistet. (Für Beiträge zur Lösung mehrerer wichtiger Vermutungen zu Schwellenwerten und Selektorprozessen.)

Gewinner:

Vera Traub (Universität Bonn)

Grund für den Gewinn:

Für herausragende Beiträge zu Approximationsergebnissen bei klassischen kombinatorischen Optimierungsproblemen, einschließlich des Problems des Handlungsreisenden und des Netzwerkdesigns. (Für Fortschritte bei den Näherungsergebnissen bei klassischen kombinatorischen Optimierungsproblemen, einschließlich des Problems des Handlungsreisenden und des Netzwerkdesigns.)

Referenzlinks:

https://breakthroughprize.org/News/73

https://en.wikipedia.org/wiki/Hypersomnia

https://www.newscientist.com/article/2339153-scientists-who-discovered-cause-of-narcolepsy-win-breakthrough-prize/

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