科普直击：2019诺贝尔奖“热点”解读

▲这张艺术概念图描绘了一颗年轻的恒星被一圈由气体（主要为氢气和氦气）和尘埃构成的原行星盘所包围的情景。（资料图片）

2019年诺贝尔生理学或医学奖

2019诺贝尔物理学奖得主

2019诺贝尔化学学奖得主

10月9日在位于斯德哥尔摩的瑞典皇家科学院举行的2019年诺贝尔化学奖新闻发布会现场。图/新华社

行星科学领域首次获奖 97岁高龄科学家刷新纪录

□那拉

10月7日起，2019年诺贝尔奖名单便陆续出炉，近期成为关注焦点。

10月7日，瑞典卡罗琳医学院宣布，将2019年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家威廉·凯林、格雷格·塞门扎以及英国科学家彼得·拉特克利夫，以表彰他们在“发现细胞如何感知和适应氧气供应”方面所做出的贡献。

10月8日，瑞典皇家科学院宣布，将2019年诺贝尔物理学奖授予三名科学家。来自美国的詹姆斯·皮布尔斯因宇宙学相关研究获奖，来自瑞士的米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹因首次发现太阳系外行星获奖。

10月9日，瑞典皇家科学院宣布，将2019年诺贝尔化学奖授予约翰·B·古迪纳夫、M·斯坦利·威廷汉、（吉野彰）Akira Yoshino，以奖励他们在锂离子电池方面的贡献。

10月10日下午又公布了诺贝尔文学奖的2018年和2019年的获奖名单。

今年的文学奖因为同时公布了两年的获奖名单而备受关注，但在科学研究方面，还有更多热点让人瞩目。

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第一次了解“细胞适应氧气供应变化的分子机制”

2019年诺贝尔生理学或医学奖表彰的是科学家在细胞感知和适应氧气变化机制中的发现。自现代生物学问世以来，人们已经了解生命需要用氧气来维持这一事实。然而，此次获奖的研究才让我们第一次了解“细胞适应氧气供应变化的分子机制”：当动物细胞周围的氧气水平发生变化时，其基因表达就会发生根本性的变化。基因表达的这些变化会改变细胞代谢，造成组织重建，甚至导致心率和通气量增加等机体反应（羊城晚报10月8日A6版有相关详细报道）。

氧气最早被称为“火气”，因为它是大气中能让物质燃烧的成分。早在一个多世纪以前，人们就发现氧气对于动物的生命是必需的。1858年，路易·巴斯德第一个证明动物细胞中氧气的使用存在复杂的平衡，并且细胞能使用多种途径来完成能量转换。比如氧化反应能利用氧气使食物中的营养物质转化为腺苷三磷酸（ATP）。曾有两项诺贝尔奖与动物的氧感知机制有关：1931年，奥托·沃伯格因发现涉及细胞呼吸的酶促基础而获奖；1938年，柯奈尔·海门斯发现了神经系统在对氧气的呼吸反应中的作用。

而今年三位获奖者的基本发现，都是围绕着缺氧诱导因子（HIF）转录因子的作用展开的。这个因子的发现起源于1986年至1987年间许多人的研究。他们发现，HIF在调节受氧影响的基因表达中处于核心地位，关于HIF通路分子生物学的研究，能增进我们对缺氧反应在健康和疾病中所起的生理作用的理解，通过细胞氧水平调节，保持HIF水平的适当性、准确性是非常精细的过程。而抑制HIF通路，未来可能有很广阔的应用。比如凯林的研究中表明，在动物模型中，抑制HIF通路，能够减缓导致癌症的VHL突变细胞的肿瘤生长。同样，通过药物提升HIF功能，也可能有助于治疗一系列疾病。所以研究HIF通路将是未来肿瘤研究领域中主要方向。

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行星科学领域首次获诺贝尔奖

2019年诺贝尔物理学奖获得者之一是加拿大裔美国科学家詹姆斯·皮布尔斯，他的获奖理由是“对于物理宇宙学方面的理论发现”。皮布尔斯对原始核合成、暗物质、宇宙微波背景和结构形成等领域做出过大量理论贡献，促使宇宙学进入了真正的精确宇宙学时代。他获此奖可谓实至名归。

另两位物理学奖获得者是米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹，他们因在1995年确认“发现了第一颗系外行星飞马座51b”而获奖。这是行星科学领域首次获诺贝尔奖。

已故物理学家霍金曾预测，如果人类不保护环境，节省能源，那么可能只需几百年时间，我们就不得不离开地球，去寻找适宜人类繁衍生存的“地球二号”系外行星。所以上世纪80年代人们就已着手寻找系外行星。在“开普勒”等高科技支持的探测器和望远镜的帮助下，人类如今已经确认发现了四千多颗系外行星。系外行星的发现的确改变了人类对宇宙的认知。

但其实这颗“飞马座51b”并不是人类首颗确认发现的系外行星。

1992年， 射电天文学家Aleksander Wolszczan和Dale Frail已首次确认发现了两颗系外行星。不过，这两颗系外行星并不是环绕着一颗恒星运行的，它们只是环绕着一颗叫做PSR B1257+12的脉冲星运行，所以称为“系外行星”显得不那么“正宗”。

1994年，Aleksander Wolszczan和Maciej Konacki又在同一颗脉冲星周围发现了另一颗系外行星，但显然，它还是不“正宗”。

直到1995年，米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹他们提出了一种叫做“视向速度法”的方法，在飞马座51恒星周围发现了一颗轨道周期为4.2天的行星，这就是飞马座51b（命名方式是结合了发现时间和距离远近两种方式，先时间后距离，同时发现按照从内自外，字母顺序从b开始）。但它已是人类确认发现的第4颗系外行星了。

不过这次探测，真正开启了人类探测系外行星的新时代。

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“最年长的诺贝尔奖得主”

刷新纪录

2019年诺贝尔化学奖表彰了三位科学家在锂离子电池领域作出的贡献。他们的研究使锂电池的使用方式更加稳定，从而开启了电子设备便携化进程，为打造一个无线互联的社会奠定基础。

尤其值得庆贺的是，约翰·B·古迪纳夫获奖刷新了诺贝尔奖的一个新纪录——他以97岁高龄获奖，成为“最年长的诺贝尔奖得主”。

古迪纳夫是美国国家工程院、美国国家科学院、法国科学院、西班牙皇家科学院、英国皇家学会会员，撰写了超过550篇文章、参与85本著作的编写，他同时是2009年费米奖得主、2017年威尔齐化学奖得主，还获得了英国皇家学会的科普利奖章。他的一生充满坎坷和传奇。

被称为“锂电池之父”的古迪纳夫患有阅读障碍症，他成长的家庭并不和睦，大学期间还历经过“二战”，直到30岁才获取芝加哥大学博士学位，年过半百才正式开始研究电池材料。谁能想到，他会在58岁时发明钴酸锂电池，从而改变了世界，到75岁时，又以磷酸铁锂电池再度改变世界。他在90岁以后，开始研究全固态电池，至今依旧每周上班5天，并活跃在科研前线，不断有新研究成果问世。比如最近他与他的团队又发现了一种用于钠离子电池的新型安全正极材料。

去年，古迪纳夫在接受媒体采访时还说：“我想解决汽车的问题。我想让汽车尾气从全世界的高速公路上消失。我希望死前能看到这一天，我今年96岁，我还有时间。”