昨(9)日，沃爾夫基金會(The Wolf Foundation)公布2022年沃爾夫化學獎的三名得主，分別為：美國普林斯頓大學的Bonnie L. Bassler、史丹福大學的Carolyn R. Bertozzi、斯克里普斯研究所的Benjamin F. Cravatt III。
 
他們的研究聚焦在細胞溝通上，為其背後的化學機制帶來了更深入的了解，甚至發明了創新的化學研究方法，揭開醣類、脂質和蛋白質等化學分子在生物訊息途徑上的角色，也為許多疾病帶來具備潛力的新療法切入點。
 

*Bonnie L. Bassler：破解細菌「群體感應」溝通機制 助抗細菌新療法研發

 
Bonnie L. Bassler專注在細菌的「群體感應」(quorum sensing)研究，它指的是細菌(細胞)之間透過化學分子傳遞訊息的過程，包含了製造、釋放和偵測等一連串化學訊號分子反應。這項生物反應，會使得細菌族群(population)調節基因表現、做出群集(community)層級的行為。
 
Bassler發現，她研究了同種細菌和不同種細菌之間的溝通，包括族群層次的協同合作(cooperation)，以及在細胞層次的訊息轉導(transduction)和訊息處理途徑背後的機制。
 
由於群體感應這項作用在細菌中非常普遍，因此了解這項作用，將能為控制群體改反應提供新的策略，這對於臨床及工業微生物學非常重要，也有機會了解更高等生物的發育。
 
更重要的是，Bassler的研究有望為人類帶來更多針對細菌的治療策略。例如，讓有益的細菌加強它們的對話，或是讓有害的細菌關閉溝通，這些對於開發新型抗菌療法或抗生素都有幫助。
 

*Carolyn R. Bertozzi：發明雙正交化學法 掀起糖生物學新革命

 
Bertozzi的研究專注在細胞膜表面的醣基化作用(glycosylation)。她所發明的「雙正交化學」(biorthogonal chemistry)技術，能讓科學家在活體內直接進行分子化學修飾，而不會干擾原有的生化途徑。
 
透過這種方法，Bertozzi的研究團隊在「糖萼」(glycocalyx)的解析上取得了重大突破。該構造是每個細胞表面都有的一種糖化層構造，能夠作為細胞間交互作用的調節者。
 
Bertozzi的突破性研究，開啟了藥物探索和治療靶點新的可能性，例如癌症、發炎、細菌感染、結核病甚至是新冠肺炎(COVID-19)。其衍生出的新療法模組，包含了抗體-酵素複合體(antibody-enzyme conjugates)，能夠重塑糖萼和溶酶體標靶嵌合體(lysosomal-targeting chimeras, LYTACs)，進而降解那些接在細胞膜上、或是在胞外的標靶。
 
Bertozzi的研究在糖生物學和免疫腫瘤學上具有重要意義，Bertozzi也將這些創新技術投入臨床和研究應用。她的研究成果，也使得生物影像、化學蛋白質體、體內藥物輸送(in-vivo drug delivery)更加進步。
 

*Benjamin F. Cravatt III：創新蛋白質體技術帶來變革 解析內源性大麻素系統

 
Cravatt是一名同時推進基礎科學和轉譯科學的學者，他專注在探究蛋白質在人類生理與病理過程的作用，並將開發出的技術，應用在哺乳類生物學和疾病的探究上，進而帶來新的治療靶點和藥物。
 
Cravatt開發出一種化學蛋白質體分析技術，稱作「活性基礎蛋白質分析」(ABPP)，可將化學探針(chemical probes)直接用來測量酵素作用。例如，利用螢光標記將帶有特定化學性質的酵素，讓科學家能夠網羅一顆細胞中所有的活性酵素，進而找出藥物標靶。
 
Cravatt用這套方法及相關的化學蛋白質體技術，執行了蛋白質活性分析，並釐清了數種酵素的功能，其中還包含了一些與人類癌症、神經疾病，以及內源大麻素系統(endocannabinoid system)相關的酵素，和食慾調節、疼痛感知、情緒、記憶和其他生理途徑相關的脂質傳輸物質，為蛋白質體分析領域帶來變革。
 
參考資料：
沃爾夫獎官方網站各得獎者介紹
https://wolffund.org.il/the-wolf-prize/#Laureates
 
(編譯 / 吳培安)