霍维茨奖:揭示大脑如何连接的研究

哥伦比亚大学(Columbia University)将2015年路易莎·格罗斯·霍维茨奖(Louisa Gross Horwitz Prize)授予S. Lawrence Zipursky博士，以表彰他发现了一种帮助神经元导航和连接大脑的分子识别系统。Zipursky是加州大学洛杉矶分校(UCLA)的生物化学教授，也是霍华德·休斯医学研究所(HHMI)的研究员。1967年首次颁发的霍维茨奖是哥伦比亚大学在生物和生化研究方面取得成就的最高荣誉。43名霍维茨奖获得者获得了诺贝尔奖。

齐珀斯基博士的研究帮助阐明了科学上最大的谜团之一:我们的大脑是如何工作的?它们是如何发展出如此令人难以置信的复杂性的?医学博士，哈罗德和玛格丽特·哈奇大学教授，健康科学和医学院院长，哥伦比亚大学医学中心的首席执行官李·戈德曼说。

“深入了解我们的大脑是如何连接的，这是揭示复杂神经紊乱如何发展的关键一步。由于这个原因，Zipursky博士的工作是无价的，”霍维茨奖委员会主席、哥伦比亚大学医学中心遗传学和发展系主席Gerard Karsenty医学博士补充说。

一个有机体的行为和决策很大程度上取决于神经系统细胞如何连接在一起。自1985年在加州大学洛杉矶分校(UCLA)开始他的实验室以来，Zipursky的研究一直专注于识别引导神经元之间连接形成电路的基因。通过这项研究，Zipursky的团队发现了一种名为Dscam的基因，这是一种与人类唐氏综合症细胞粘附分子(Dscam)基因相关的果蝇基因，它帮助神经元在发育中的神经系统中选择正确的路径。

Zipursky的实验室发现，Dscam利用了一种叫做“选择性剪接”的特殊遗传过程，它将来自同一基因的不同代码段组合在一起。这种机制允许Dscam生产超过38000种不同版本的相同蛋白质。这一发现促使Zipursky的研究小组提出，Dscam基因中编码的蛋白质多样性可能是神经系统中复杂布线决策的基础。

德斯坎姆究竟是如何完成这一壮举的，我们不得而知。Zipursky的团队展示了Dscam并没有直接指导神经细胞如何连接在一起，而是帮助神经元区分自己的分支和其他神经元的分支。每个神经元选择在其表面显示一组特定的Dscam变体，结果是每个神经细胞都有一个独特的身份。实际上，Dscam是神经系统的分子ID标签。

Zipursky和他的同事展示了Dscam分子条形码是一种叫做“自我回避”的过程的基础，在这个过程中，神经元通过推开自己的分支来引导自己通过布线过程。由Dscam提供的不同的ID标签确保这种排斥只发生在来自同一细胞的分支之间。这个自我认知的过程伴随着排斥塑造出神经元的复杂分支模式，并阻止神经元与自己建立连接。

这些发现，连同其他的研究，揭示了不同的过程是如何一起连接大脑的。细胞在发育中的大脑中留下分子轨迹，让神经元跟随，部署引导细胞来陪伴游动的分支，或者像Zipursky发现的那样，使用基因名称徽章，让神经元区分彼此。这些分子机制优雅地编织在一起，形成了一个复杂的神经结构。

哥伦比亚大学负责研究的执行副校长迈克尔·珀迪博士说:“霍维茨奖每年颁发给那些改变了我们对生物学原理基本认识的研究。”“齐珀斯基博士的工作就是一个很好的例子，因为它是揭示已知宇宙中最复杂物体——大脑的奥秘的重要一步。”

受奖者的传记

劳伦斯Zipursky博士他是加州大学洛杉矶分校大卫·格芬医学院霍华德·休斯医学研究所的生物化学教授和研究员。Zipursky在加拿大长大，在欧柏林学院获得化学学士学位。他在爱因斯坦医学院获得了分子生物学博士学位在那里他和Jerard Hurwitz博士完成了论文，研究DNA复制大肠杆菌．1981年，他前往加州理工学院(California Institute of Technology)，与Seymour Benzer博士一起作为海伦·海·惠特尼博士后研究员研究果蝇的神经发育。1985年加入加州大学洛杉矶分校生物化学系任教，1991年加入霍华德休斯医学研究所研究员。他是美国艺术与科学学院和国家科学院的成员。

路易莎·格罗斯·霍维茨奖

路易莎·格罗斯·霍维茨奖是由已故的S. Gross Horwitz通过遗赠给哥伦比亚大学而建立的。它是以捐赠者的母亲路易莎·格罗斯·霍维茨的名字命名的，她是塞缪尔·大卫·格罗斯博士(1805-89)的女儿，塞缪尔·大卫·格罗斯博士是一位杰出的费城外科医生，曾担任美国医学协会主席并撰写过著作系统的手术．迄今为止，93位霍维茨奖得主中，有43位获得了诺贝尔奖。最近,该乐团2013年霍维茨奖得主挪威科技大学的爱德华·i·莫泽博士和梅-布里特·莫泽博士，以及伦敦大学学院的约翰·迈克尔·奥基夫博士分享了这项研究2014年诺贝尔生理学或医学奖．有关霍维茨奖得奖者的名单，请按在这里．

2015年路易莎·格罗斯·霍维茨奖讲座将于2015年11月12日(周四)举行，随后将举行颁奖典礼。Zipursky博士将于上午10点在戴维斯礼堂(530 West 120)发表第一讲，“神经回路发展的苍蝇视角”^th圣路易斯，哥伦比亚大学。第二场讲座，“分子多样性，细胞识别和神经回路的组装”，将于下午3:30在哥伦比亚大学医学中心650 West 168 St.的内科和外科医学院校友礼堂举行。

欲了解更多关于路易莎·格罗斯·霍维茨奖和11月讲座的信息，请访问http://www.cumc.columbia.edu/events-org/deanlectures/horwitz_prize.html．

哥伦比亚大学医学中心在基础、临床前和临床研究方面具有国际领先地位;医疗卫生科学教育;和病人护理。医疗中心培养未来的领导者，包括内科医生和外科医生学院、梅尔曼公共卫生学院、牙科医学院、护理学院的许多医生、科学家、公共卫生专业人员、牙医和护士的专门工作，艺术与科学研究生院的生物医学部门，以及联合研究中心和机构。哥伦比亚大学医学中心是纽约市和纽约州最大的医学研究企业的所在地，也是东北地区最大的教员医疗实践之一。欲了解更多信息，请访问cumc.columbia.edu或columbiadoctors.org。