10月5日,瑞典卡罗琳斯卡医学院的电话,先后打到了三个男人的家里。
一个54岁的美国人,深夜还在写论文。电话响时他刚要入睡,拿起听筒,足足30秒说不出完整的话。
另一个73岁的德国人,正在意大利那不勒斯附近的小村庄里,坐在露台上晒太阳。他的第一反应是:"我真没想到!"
Karl Deisseroth、Peter Hegemann、Georg Nagel——2026年诺贝尔生理学或医学奖,归了他们三个。获奖理由一句话:发现光门控离子通道,开创光遗传学。
他们找到了一种办法,能用光去"开关"活体大脑里单个神经细胞的活动。诺奖委员会的评价是,这"为神经科学开启了新纪元"。
可这束光照进来之前,在黑暗里走了二十多年。
一、被病房"逼"着拐弯的精神科医生
Deisseroth这辈子最大的一次转弯,发生在病房里。
1971年,他生于波士顿。哈佛读完生化,斯坦福拿下神经科学博士、医学博士,又在斯坦福做完精神科住院医培训。今天他还留在斯坦福当精神科医生,看情感障碍和自闭症的病人——2021年还出过一本书《Projections》,写的就是他和神经精神病患者的接触。
逼他转弯的,是当医生时的憋屈。
他后来跟《科学美国人》倒苦水:做脑刺激治疗,"你想刺激的目标细胞能被刺激到,但所有不该刺激的细胞也被刺激了"。精度,差得太远。美联社的报道里写得更直接:正是"目睹病人的痛苦,却没有趁手的工具"的那段日子,让他给自己定了整个职业生涯的题目——"为什么不同人的大脑,工作方式如此不同?"
2004年7月,刚结束住院医培训的Deisseroth,在斯坦福有了自己的实验室。两名研究生,干了一件"不务正业"的事:用无害病毒把光敏蛋白的基因送进培养皿里的神经元,再拿激光脉冲让神经元按指令放电。
2005年,第一篇论文登上《自然·神经科学》。2006年,他给这套方法起了个名字:optogenetics,光遗传学。
二、在冷门里蹲了二十年的人
而那个关键的"零件"——光敏蛋白,是德国人Hegemann在池塘里泡出来的。
Hegemann,1954年生于德国明斯特。从上世纪80年代起,他就一头扎进了藻类光受体这个没人看好的角落。90年代初,他盯上了一种单细胞绿藻"衣藻":这小东西游向光的速度快得离谱,眼点受光后大约0.5毫秒,电信号就来了。
他赌了一把:也许只需要"一个"蛋白,就能既感光、又让离子穿过细胞膜。
2002到2003年,他和Nagel把这事锤实了:藻类的视紫红质,真的把"光受体"和"离子通道"合在了一个蛋白里。这就是channelrhodopsin,光控离子通道。后来eLife的一篇综述里写,Hegemann团队用了"十五年左右",才把这个蛋白从氨基酸层面调控离子流的机理彻底吃透。
从80年代一头扎进去,到2003年见分晓——将近二十年。
当年一起做出关键工作的电生理学家Ernst Bamberg,因为诺奖最多只能颁给三个人,这回没能上台。科学史里,这种遗憾不少。
三、把假说变成实锤的手艺人
Nagel,就是那个把"假说"拧成"实锤"的人。
1953年生的Nagel,看家本领是电生理:把微生物的光受体表达在动物细胞里,一个一个测它的电学特性。正是这手绝活,验证了Hegemann那个听起来有点狂的"单蛋白假说"——他把衣藻基因注进非洲爪蟾的卵母细胞,亲手测出了"光照→离子通道打开→电信号"的完整链条,还顺手发现了channelrhodopsin-2。
2003年,两人发论文:把这个蛋白放进仓鼠和人类细胞,一照光,电脉冲就来了。从那天起,"光开关"成了一件通用工具,谁都能用。
早期的实验室,条件"草根"得可爱。2007年前后在马普所,有人回忆:研究人员把圣诞装饰上拆下来的光纤,用胶带粘在显微镜上做实验。"我们真的不知道它怎么工作,手头也没什么像样的工具——但太让人兴奋了。"
诚实,比光环更动人
三个人的故事里,最戳我的反而是Nagel获奖后那句话。
"我真没想到,"他在露台上说,"据我所知,到现在,只有大约一位病人真正从光遗传学里受益过……我觉得,这个医学奖现在颁,还太早了。"
1200万瑞典克朗,三个人分。但比奖金更暖的,是诺奖委员会秘书长转述的细节:三位获奖者都说,能和另外两个人一起拿奖"太美妙了"——彼此都叫对方"我的朋友"。
从90年代池塘里的衣藻,到2005年大鼠神经细胞里的第一束可控之光,再到今天全世界实验室的标配——三十多年。它还没走进诊所,可能还要走很久。但Deisseroth当年在病房里问的那个问题,终于有了一束光,能照进去了。
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本文由 AI 辅助撰写,作者本人校验修改。
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