생명과학 브레이크스루 상
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1. 개요
생명과학 브레이크스루 상은 생명 과학 분야의 획기적인 연구 업적을 이룬 연구자들에게 수여되는 상이다. 2012년 유리 밀너가 제정했으며, 암, 신경과학, 유전체학 및 유전 질환, 기타 주요 연구 분야에서 혁신적인 연구를 수행한 과학자들이 수상했다. 주요 수상자로는 암 유전자와 표적 치료를 연구한 찰스 소여스, T세포 체크포인트 차단이 효과적인 암 치료법임을 발견한 제임스 P. 앨리슨, 키메라 항원 수용체 T 세포(CAR-T) 면역 요법을 개발한 칼 H. 준과 미셸 사들랭, 뇌 심부 자극술 개발에 기여한 알림 루이스 베나비드 등이 있다.
생명과학 브레이크스루 상은 2013년에 처음 제정되어 매년 수상자를 발표하고 있다. 각 수상자들의 국적과 업적은 다음과 같다.
생명과학 브레이크스루 상은 매년 생명과학 분야에서 획기적인 업적을 이룬 연구자들에게 수여되는 상이다. 주요 수상자들의 업적은 다음과 같이 다양한 분야에 걸쳐 있다.
2. 역사
년도 수상자 이름 국적 업적 2013 코넬리아 바그만 미국 신경 회로와 행동의 유전학, 그리고 시냅스 가이드포스트 분자에 대해 연구했음. 데이비드 보트스타인 스위스/미국 DNA 다형성을 이용한 인간의 멘델 질병 연관 지도를 작성했음. 루이스 C. 캔틀리 미국 PI 3-키나제와 암 대사의 역할을 발견했음. 한스 클레버스 네덜란드 조직 줄기 세포와 암에서 윈트 신호전달 경로의 역할을 설명했음. 티티아 드 랑게 네덜란드/미국 텔로미어에 대한 연구를 통해 텔로미어가 염색체 말단을 보호하는 방식과 암에서 유전체 불안정성에 미치는 역할을 밝혔음. 나폴레오네 페라라 이탈리아/미국 암과 안구 질환에 대한 치료법으로 이어진 혈관신생 메커니즘을 발견했음. 에릭 랜더 미국 인간 질병 유전자를 식별하고 인간 게놈의 유전적, 물리적 및 서열 지도를 작성 및 분석하여 의학에 응용할 수 있는 일반 원리를 발견했음. 찰스 소여스 미국 암 유전자와 표적 치료를 연구했음. 로버트 와인버그 미국 인간 암 유전자의 특성화를 연구했음. 야마나카 신야 일본 유도 다능성 줄기세포를 개발했음. 버트 포겔스타인 미국 암 유전체학 및 종양 억제 유전자에 대해 연구했음. 2014 제임스 P. 앨리슨 미국 T세포 체크포인트 차단이 효과적인 암 치료법이라는 사실을 발견했음. 마흘론 델롱 미국 파킨슨병에서 오작동하는 뇌의 상호 연결 회로를 정의했음. 이 과학적 기초는 뇌 심부 자극을 통한 파킨슨병의 회로 기반 치료의 기초가 되었다. 마이클 홀 스위스/미국 라파마이신 표적(TOR)을 발견하고 세포 성장 제어의 역할에 대해 연구하였음. 로버트 랭거 미국 약물 방출 조절과 시스템 및 새로운 생체 재료를 발견했음. 리처드 리프턴 미국 고혈압을 유발하는 유전자와 생화학적 메커니즘을 발견했음. 알렉산더 바르샤브스키 러시아/미국 세포 내 단백질 분해의 중요한 분자적 결정 인자와 생물학적 기능을 발견했음. 2015 알림 루이스 베나비드 미국 파킨슨병 치료에 혁명을 일으킨 고주파 심부 뇌 자극 (DBS)을 발견하고 작업했음. 찰스 데이비드 알리스 미국 히스톤 단백질의 공유 결합 변형을 발견하고 유전자 발현과 크로마틴 조직 조절에서 히스톤 단백질이 차지하는 중요한 역할을 밝혀내 선천적 결함에서 암에 이르는 다양한 질병에 대한 이해를 증진하게 했음. 빅터 앰브로스, 게리 러브컨 미국 번역을 억제하거나 보완적인 mRNA 표적을 불안정하게 만드는 작은 RNA 분자의 한 종류인 마이크로 DNA를 발견했음. 제니퍼 다우드나, 에마뉘엘 샤르팡티에 미국, 프랑스 박테리아 면역의 고대 메커니즘을 강력하고 일반적인 게놈 편집 기술로 활용하여 생물학과 의학 전반에 걸쳐 광범위한 영향을 미치게 했음. 2016 에드워드 보이든, 칼 다이서로스 미국 광유전학을 개발하고 구현함. 신경 세포가 빛에 의해 활성화되는 이온 채널과 펌프를 표현하도록 프로그래밍하여 전기적 활동을 빛으로 제어할 수 있게 했음. 존 하디 영국 조기 발병 알츠하이머병을 유발하는 아밀로이드 전구 단백질 (APP) 유전자의 돌연변이를 발견하고, APP 유래 베타 아밀로이드 펩타이드 축적을 알츠하이머병 발병 기전과 연결하며, 질병 예방을 위한 새로운 전략에 영감을 제공했음. 헬렌 홉스 미국 콜레스테롤과 다른 지질의 수치와 분포를 변화시키는 인간 유전적 변이를 발견하여 심혈관 및 간 질환 예방에 대한 새로운 접근 방식을 개발했음. 스반테 페보 스웨덴 고대 DNA와 고대 유전체의 시퀀싱을 개척하여 현대인의 기원, 네안데르탈인과 같은 멸종된 친척과의 관계, 인간 집단과 특성의 진화를 밝혀냈음. 2017 스티븐 엘리지 미국 진핵 세포가 DNA 손상을 감지하고 대응하는 방식을 설명하였고, 암의 발병 및 치료에 대한 통찰력을 제공했음. 해리 F. 놀러 미국 모든 세포의 단백질 합성에 필수적인 기계인 리보솜의 활성 중심을 형성하는 데 RNA가 중심이라는 사실을 발견하여 현대 생물학을 생명의 기원과 연결하고 많은 천연 항생제가 단백질 합성을 방해하는 방식을 설명했음. 로엘 누세 네덜란드 발달, 암 및 줄기 세포 생물학에서 중요한 세포 간 신호 전달 시스템 중 하나인 Wnt 경로에 대해 선구적인 연구를 했음. 오스미 요시노리 일본 세포가 자신의 필수적이지 않거나 손상된 성분으로부터 영양소를 생성하는데 사용하는 재활용 시스템인 자가포식을 설명했음. 후다 조그비 레바논/미국 척추소뇌성 실조증과 레트 증후군의 유전적 원인과 생화학적 메커니즘을 발견하여 신경퇴행성 질환과 신경계 질환의 병인에 대해 연구했음. 2018 죠앤 코리 미국 식물이 햇빛을 화학 에너지로 변환하기 위해 성장, 발달 및 세포 구조를 최적화하는 방법을 발견했음. 피터 월터, 모리 카즈토시 독일/미국, 일본 폴딩되지 않은 단백질 반응을 설명하기 위해 질병을 유발하는 폴딩되지 않은 단백질을 감지하고 세포에 교정 조치를 취하도록 지시하는 세포 품질 관리 시스템을 발견했음. 킴 나스미스 영국 세포 분열 중 중복된 염색체의 위험한 분리를 중재하는 정교한 메커니즘을 밝혀내어 암과 같은 유전적 질병을 연구했음. 돈 W. 클리블랜드 미국 신경 퇴행에서 신경교세포의 역할을 포함하여 유전성 ALS의 한 유형의 분자적 병인을 밝히고, ALS 및 헌팅턴병의 동물 모델에서 안티센스 올리고뉴클레오타이드 치료법을 확립했음. 2019 프랭크 베넷, 아드리안 크라이너 미국 척수성 근위축증이라는 신경퇴행성 질환을 앓고 있는 어린이를 위한 효과적인 안티센스 올리고뉴클레오타이드 치료법을 개발했음. 안젤리카 아몬 오스트리아/미국 염색체를 잘못 분리함으로 인해 발생하는 비정상적인 염색체 수인 이수성의 결과를 결정했음. 주앙샤오웨이 중국/미국 광학 현미경의 기본적 공간 분해능 한계를 뛰어넘는 초고해상도 이미징을 개발하여 세포 내 숨겨진 구조를 발견했음. 천지지안 중국/미국 DNA 감지 효소 cGAS를 발견하여 세포 내부에서 DNA가 면역 및 자가면역 반응을 유발하는 방식을 개발했음. 2020 제프리 프리드먼 미국 지방 조직이 뇌에 음식 섭취를 조절하도록 신호를 보내는 새로운 내분비 시스템을 발견했음. 프란츠 울리히 하르틀, 아서 L. 호리치 독일, 미국 단백질 접힘을 매개하고 단백질 응집을 방지하는 분자 샤페론의 기능을 발견했음. 데이비드 줄리어스 미국 통증 감각의 기초가 되는 분자, 세포 및 메커니즘을 발견했음. 버지니아 만이 리 중국/미국 전두측두형 치매와 근위축성 측색경화증에서 TDP43 단백질 응집체를 발견하였고, 다양한 세포 유형에서 다양한 형태의 알파-시누클레인이 파킨슨병과 다발성계통위축증의 원인을 밝혀냈음. 2021 데이비드 베커 미국 인간 질병에 대한 치료적 개입의 잠재력을 가진 새로운 단백질을 포함하여 자연에서 이전에 본 적이 없는 단백질의 설계를 가능하게 하는 기술을 개발하였음. 캐서린 둘락 프랑스/미국 육아의 복잡한 행동을 세포 유형과 그 배선 수준까지 분해하고, 남성과 여성의 특정 육아 행동을 지배하는 신경 회로가 두 성별 모두에 존재한다는 것을 보여주었음. 데니스 로 홍콩 태아 DNA가 모체 혈액에 존재하며 21번 3염색체성 및 기타 유전적 질환의 태아 전 검사에 사용될 수 있다는 사실을 발견하였음. 리차드 J. 유엘 미국 손상된 미토콘드리아를 제거하고 이를 통해 파킨슨병을 예방하는 품질 관리 경로를 밝혀냈음. 2022 제프리 W. 켈리 미국 신경퇴행성 질환과 심장 트랜스티레틴 질환의 분자적 기초를 밝히고, 이러한 질환의 진행을 늦추는 약물인 타파미디스를 개발하였음. 커리코 커털린, 드루 와이스먼 헝가리/미국, 미국 효과적인 COVID-19 백신의 신속한 개발을 가능하게 한 변형 RNA 기술을 엔지니어링을 하였음. 샹카르 발라수브라마니안, 데이비드 클레너만, 파스칼 마이어 인도/영국, 영국, 프랑스 대규모로 DNA 시퀀스를 결정하는 견고하고 저렴한 방법을 개발하여 과학과 의학의 관행을 혁신하였음. 2023 클리포드 P. 브랭윈, 앤서니 A. 하이먼 미국, 영국 단백질과 RNA를 막이 없는 액체 방울로 분리하는 것을 매개로 한 세포 조직의 기본 메커니즘을 발견하였음. 데미스 허사비스, 존 마이클 점퍼 영국, 미국 "단백질의 아미노산 서열로부터 단백질의 3차원 구조를 빠르고 정확하게 예측하는 딥러닝 AI 방법을 개발하였음. 에마뉘엘 미노, 야나기사와 마사시 미국, 일본/미국 졸음증은 각성을 촉진하는 물질을 만드는 소수의 뇌세포가 소실되어 발생한다는 사실을 발견하여 수면 장애에 대한 새로운 치료법을 개발하였음. 2024 칼 H. 준, 미셸 사들랭 미국, 프랑스 환자의 T 세포가 암 세포를 표적으로 삼아 사멸하도록 변형되는 키메라 항원 수용체 T 세포 면역 요법 개발하였음. 사빈 하디다, 폴 네글레스쿠, 프레드릭 반 고어 스페인/미국, 미국, 미국 낭포성 섬유증 환자의 결함이 있는 염화물 채널 단백질을 복구하는 삶을 변화시키는 약물 조합을 개발하였음. 토마스 가서, 엘렌 시드란스키, 앤드류 싱글턴 독일, 미국, 영국 GBA1과 LRRK2를 파킨슨병의 위험 유전자로 식별하고, 자가포식과 리소좀 생물학이 이 질병의 발병 기전에 중요한 요인임을 밝혀냈음.
3. 주요 수상자 및 업적
분야 수상자 국적 업적 암 연구 루이스 C. 캔틀리 미국 PI 3-키나제와 암 대사의 역할을 발견함. 찰스 소여스 미국 암 유전자와 표적 치료를 연구함. 로버트 와인버그 미국 인간 암 유전자의 특성화를 연구함. 버트 포겔스타인 미국 암 유전체학 및 종양 억제 유전자에 대해 연구함. 칼 H. 준 미국 환자의 T 세포가 암 세포를 표적으로 삼아 사멸하도록 변형하는 키메라 항원 수용체 T 세포(CAR-T) 면역 요법을 개발함. 미셸 사들랭 프랑스 환자의 T 세포가 암 세포를 표적으로 삼아 사멸하도록 변형하는 키메라 항원 수용체 T 세포(CAR-T) 면역 요법을 개발함. 사빈 하디다, 폴 네글레스쿠, 프레드릭 반 고어 스페인/미국, 미국, 미국 낭포성 섬유증 환자의 결함이 있는 염화물 채널 단백질을 복구하는 약물 조합을 개발함. 신경과학 연구 코넬리아 바그만 미국 신경 회로와 행동의 유전학, 그리고 시냅스 가이드포스트 분자에 대해 연구함. 티티아 드 랑게 네덜란드/미국 텔로미어가 염색체 말단을 보호하는 방식과 암에서 유전체 불안정성에 미치는 역할을 밝힘. 후다 조그비 레바논/미국 척추소뇌성 실조증과 레트 증후군의 유전적 원인과 생화학적 메커니즘을 발견하여 신경퇴행성 질환과 신경계 질환의 병인에 대해 연구함. 헬렌 홉스 미국 콜레스테롤과 다른 지질의 수치와 분포를 변화시키는 인간 유전적 변이를 발견하여 심혈관 및 간 질환 예방에 대한 새로운 접근 방식을 개발함. 스반테 페보 스웨덴 고대 DNA와 고대 유전체의 시퀀싱을 개척하여 현대인의 기원, 네안데르탈인과 같은 멸종된 친척과의 관계, 인간 집단과 특성의 진화를 밝혀냄. 마흘론 델롱 미국 파킨슨병에서 뇌의 특정 회로가 오작동한다는 사실을 밝혀냄. 알림 루이스 베나비드 미국 고주파 심부 뇌 자극 (DBS)을 발견하고 개발함. 에드워드 보이든, 칼 다이서로스 미국, 미국 빛을 이용하여 신경 세포의 활성을 조절하는 광유전학 기술을 개발하고 구현함. 존 하디 영국 알츠하이머병 초기 발병과 관련된 아밀로이드 전구 단백질 (APP) 유전자의 돌연변이를 발견함. 유전체학 및 유전 질환 연구 데이비드 보트스타인 스위스/미국 DNA 다형성을 이용한 인간의 멘델 질병 연관 지도를 작성함. 한스 클레버스 네덜란드 조직 줄기 세포와 암에서 윈트 신호전달 경로의 역할을 설명함. 리처드 리프턴 미국 고혈압을 유발하는 유전자와 생화학적 메커니즘을 발견함. 찰스 데이비드 알리스 미국 히스톤 단백질의 공유 결합 변형을 발견하고 유전자 발현과 크로마틴 조직 조절에서 히스톤 단백질이 차지하는 중요한 역할을 밝혀냄. 에릭 랜더 미국 인간 질병 유전자를 식별하고 인간 게놈의 유전적, 물리적 및 서열 지도를 작성 및 분석하여 의학에 응용할 수 있는 일반 원리를 발견함. 제니퍼 다우드나, 에마뉘엘 샤르팡티에 미국, 프랑스 크리스퍼 유전자 가위를 개발함. 토마스 가서, 엘렌 시드란스키, 앤드류 싱글턴 독일, 미국, 영국 GBA1과 LRRK2를 파킨슨병의 위험 유전자로 식별하고, 자가포식과 리소좀 생물학이 이 질병의 발병 기전에 중요한 요인임을 밝혀냄. 기타 주요 연구 나폴레오네 페라라 이탈리아/미국 암과 안구 질환에 대한 치료법으로 이어진 혈관신생 메커니즘을 발견함. 야마나카 신야 일본 유도 다능성 줄기세포를 개발함. 로엘 누세 네덜란드 발달, 암 및 줄기 세포 생물학에서 중요한 세포 간 신호 전달 시스템 중 하나인 Wnt 경로에 대해 선구적인 연구를 함. 빅터 앰브로스, 게리 러브컨 미국, 미국 마이크로 RNA를 발견함. 로버트 랭거 미국 약물 방출 조절 시스템 및 새로운 생체 재료를 발견함. 주앙샤오웨이 중국/미국 초고해상도 이미징을 개발함. 천지지안 중국/미국 DNA 감지 효소 cGAS를 발견함. 제프리 프리드먼 미국 지방 조직이 뇌에 음식 섭취를 조절하도록 신호를 보내는 새로운 내분비 시스템을 발견함. 버지니아 만이 리 중국/미국 전두측두형 치매와 근위축성 측색경화증에서 TDP43 단백질 응집체를 발견함. 데이비드 베커 미국 새로운 단백질 설계를 가능하게 하는 기술을 개발함. 캐서린 둘락 프랑스/미국 육아 행동을 지배하는 신경 회로를 연구함. 데니스 로 홍콩 태아 DNA가 모체 혈액에 존재한다는 사실을 발견함. 리차드 J. 유엘 미국 손상된 미토콘드리아 제거 경로를 밝혀냄. 제프리 W. 켈리 미국 신경퇴행성 질환과 심장 트랜스티레틴 질환의 분자적 기초를 밝히고 치료제를 개발함. 마이클 홀 스위스/미국 라파마이신 표적(TOR)을 발견하고 세포 성장 제어의 역할에 대해 연구함. 알렉산더 바르샤브스키 러시아/미국 세포 내 단백질 분해의 중요한 분자적 결정 인자와 생물학적 기능을 발견함. 오스미 요시노리 일본 세포가 자신의 필수적이지 않거나 손상된 성분으로부터 영양소를 생성하는데 사용하는 재활용 시스템인 자가포식을 설명함. 피터 월터, 모리 카즈토시 독일/미국, 일본 폴딩되지 않은 단백질 반응을 설명하기 위해 질병을 유발하는 폴딩되지 않은 단백질을 감지하고 세포에 교정 조치를 취하도록 지시하는 세포 품질 관리 시스템을 발견함. 프란츠 울리히 하르틀, 아서 L. 호리치 독일, 미국 단백질 접힘을 매개하고 단백질 응집을 방지하는 분자 샤페론의 기능을 발견함. 커털린 커리코, 드루 와이스먼 헝가리/미국, 미국 효과적인 COVID-19 백신의 신속한 개발을 가능하게 한 변형 RNA 기술을 개발함. 샹카르 발라수브라마니안, 데이비드 클레너만, 파스칼 마이어 인도/영국, 영국, 프랑스 대규모 DNA 시퀀싱 방법을 개발함. 클리포드 P. 브랭윈, 앤서니 A. 하이먼 미국, 영국 세포 조직의 기본 메커니즘을 발견함. 데미스 허사비스, 존 마이클 점퍼 영국, 미국 단백질 3차원 구조 예측 AI를 개발함. 에마뉘엘 미노, 야나기사와 마사시 미국, 일본/미국 수면 장애 치료법을 개발함.
3. 1. 암 연구
2024년, 칼 H. 준과 미셸 사들랭은 환자의 T 세포가 암 세포를 표적으로 삼아 사멸하도록 변형하는 키메라 항원 수용체 T 세포(CAR-T) 면역 요법을 개발한 공로로 상을 받았다. 이 치료법은 획기적인 면역 항암 치료법으로 평가받는다.
3. 2. 신경과학 연구
마흘론 델롱은 파킨슨병에서 뇌의 특정 회로가 오작동한다는 사실을 밝혀냈고, 이를 바탕으로 뇌 심부 자극술을 통한 파킨슨병 치료의 과학적 기초를 마련했다. 알림 루이스 베나비드는 파킨슨병 치료에 큰 영향을 준 고주파 심부 뇌 자극 (DBS)을 발견하고 개발했다.
에드워드 보이든과 칼 다이서로스는 빛을 이용하여 신경 세포의 활성을 조절하는 광유전학 기술을 개발하고 구현했다. 이 기술은 신경 세포가 빛에 의해 활성화되는 이온 채널과 펌프를 표현하도록 프로그래밍하여, 빛으로 신경 세포의 전기적 활동을 제어할 수 있게 한다.
존 하디는 알츠하이머병 초기 발병과 관련된 아밀로이드 전구 단백질 (APP) 유전자의 돌연변이를 발견했다. 그는 APP에서 유래된 베타 아밀로이드 펩타이드의 축적이 알츠하이머병 발병의 주요 원인임을 밝혀, 질병 예방을 위한 새로운 전략 개발에 기여했다.
3. 3. 유전체학 및 유전 질환 연구
에릭 랜더는 인간 질병 유전자를 식별하고 인간 게놈의 유전적, 물리적 및 서열 지도를 작성 및 분석하여 의학에 응용할 수 있는 일반 원리를 발견한 공로로 2013년 상을 받았다. 제니퍼 다우드나와 에마뉘엘 샤르팡티에는 박테리아 면역의 고대 메커니즘을 활용하여 강력하고 일반적인 게놈 편집 기술(크리스퍼 유전자 가위)을 개발하여 생물학과 의학 전반에 걸쳐 광범위한 영향을 미친 공로로 2015년 상을 받았다.
3. 4. 기타 주요 연구
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