Gewinner des Breakthrough Prize 2019 in Biowissenschaften, Grundlagenphysik und Mathematik bekanntgegeben

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PREISVERGABE VON INSGESAMT 22 MILLIONEN USD FÜR HERAUSRAGENDE FORSCHUNGSLEISTUNGEN IN DEN BEREICHEN BEHANDLUNG GEGEN DIE GENETISCHE HAUPTURSACHE FÜR KINDSTOD, BILDGEBUNG MIT SUPERAUFLÖSUNG, ENTDECKUNG EINER NEUEN ELEKTRONISCHEN MATERIALART UND ANDER WICHTIGE ERRUNGENSCHAFTEN

Breakthrough Prize 2019 in Biowissenschaften geht an C. Frank Bennett und Adrian R. Krainer, Angelika Amon, Xiaowei Zhuang und Zhijian "James" Chen 

Breakthrough Prize 2019 in Grundlagenphysik wird an Charles Kane und Eugene Mele verliehen 

Breakthrough Prize 2019 in Mathematik wird an Vincent Lafforgue verliehen 

Sechs „New Horizons"-Preise im Wert von 600.000 USD werden für am Anfang ihrer Karriere stehende Wissenschaftler mit Spitzenleistungen in den Fächern Physik und Mathematik verliehen. 

Alle Preisträger - darunter Jocelyn Bell Burnell, die als besonders Ausgezeichnete 2018 mit dem Special Breakthrough Prize in Grundlagenphysik geehrt wurde, werden bei einer live im Fernsehen ausgestrahlten Zeremonie am Sonntag, den 4. November, ausgezeichnet. 

SAN FRANCISCO, 19. Oktober 2018 /PRNewswire/ -- Die Breakthrough Prize Foundation und ihre Förderer – Sergey Brin, Priscilla Chan und Mark Zuckerberg, Ma Huateng, Yuri und Julia Milner und Anne Wojcicki – verkündeten heute die Empfänger des Breakthrough Prize 2019, der mit insgesamt 22 Millionen USD dotiert sind. Es werden neun Forscher für bedeutende Errungenschaften in Biowissenschaften, Grundlagenphysik und Mathematik prämiert.

Die mit dem Breakthrough Prize 2019 und dem New Horizon Prize ausgezeichneten Wissenschaftler werden bei der siebten jährlichen Breakthrough-Prize-Feier gewürdigt, die als die „Oscar-Verleihung der Wissenschaft" bekannt ist. Die Feier wird vom renommierten Schauspieler, Produzenten und Philanthropen Pierce Brosnan am Sonntag, den 4. November, im NASA Ames Research Center im kalifornischen Mountain View moderiert und live beim Fernsehsender National Geographic übertragen.

Jeder der als großzügigster Wissenschaftspreis weltweit geltende Breakthrough Prize ist mit 3 Millionen USD dotiert. Mittlerweile im siebten Jahr würdigt der Preis Verdienste in den Bereichen Biowissenschaften Grundlagenphysik und Mathematik, d. h. den Disziplinen, die die größten Fragen stellen und die profundesten Erklärungen finden.

Zu den Entdeckungen, die in diesem Jahr ausgezeichnet werden, gehören:

• In den Biowissenschaften eine spektakulär erfolgreiche Gentherapie-Arznei unter der Bezeichnung Spinraza, mit der die spinale Muskelatrophie, eine tödliche Erkrankung von Kleinkindern, behandelt werden kann;
• Eine Bildgebungstechnologie mit Superauflösung, die die traditionelle Lichtmikroskopie übertrifft und den Blick auf völlig neue interne Zellstrukturen freigibt;
• Die Entdeckung eines Mechanismus, durch den Zellen fremde DNA erkennen und eine Immunreaktion auslösen, was Implikationen für Krebs- und Autoimmunerkrankungen mit sich bringt;
• Sowie Erkenntnisse darüber, wie anormale Anzahlen von Chromosomen bei fast allen Krebsarten eine Rolle spielen, und wie diese auf sonstige Weise im menschlichen Körper Schaden anrichten können.
• Im Bereich Grundlagenphysik bahnbrechende theoretische Fortschritte, darunter die Entdeckung einer neuen Klasse elektronischer Materialien, die gleichzeitig Elektrizität leiten und widerstehen und die sich als transformativer Durchbruch für die Quanteninformatik erweisen könnten.
• In der Mathematik für elegante und wegweisende Beiträge zum Langlands-Programm im Fall des Funktionsfelds.

Zusätzlich zu den sieben Hauptpreisen werden insgesamt sechs „New Horizons"-Preise verliehen, die jeweils mit 100.000 USD dotiert sind. Diese werden an sieben Physiker und fünf Mathematiker für herausragende Leistungen in ihren jeweiligen Disziplinen in einem frühen Stadium ihrer Karriere verliehen. Nachstehend findet man die vollständigen Ernennungen der Prämierten.

Die Preisträger des Breakthrough Prize 2019 und des New Horizon Prize werden während der Breakthrough-Preis-Zeremonie, auch „Oscar der Wissenschaft" genannt, am Sonntag, den 4. November, geehrt. Auf der Galaveranstaltung, die vom gefeierten Schauspieler, Produzenten und Philanthropen Pierce Brosnan präsentiert wird, werden Koryphäen aus Wissenschaft und Technologie mit Prominenten, Sportlern und Musikern zusammentreffen, die alle gemeinsam die Forschung und die wissenschaftlichen Fortschritte feiern wollen. Die diesjährige Feier wird live im Fernsehkanal Nat Geo, auf YouTube und Facebook Live vom NASA Ames Research Center in Mountain View, Kalifornien, übertragen.

Im September wurde ein zusätzlicher Special Breakthrough Prize für Grundlagenphysik bekanntgegeben, der die britische Astrophysikerin Jocelyn Bell Burnell für ihren Beitrag zur erstaunlichen Entdeckung von Pulsaren – einer exotischen neuen Art von Sternen, auf die zum ersten Mal im Februar 1968 verwiesen wurde – auszeichnet sowie für ihre inspirierende führende Rolle in der Wissenschaft im Laufe der letzten fünf Jahrzehnte.

Breakthrough Prize 2019 | Kategorien | Ernennungen | Beschreibungen

BREAKTHROUGH PRIZE IN BIOWISSENSCHAFTEN

C. Frank Bennett und Adrian R. Krainer – Ionis Pharmaceuticals bzw. Cold Spring Harbor Laboratory
Ernennung: Für die Entwicklung einer effektiven Antisense-Oligonukleotid-Therapie für Kinder, die von der neurodegenerativen Erkrankung spinale Muskelatrophie betroffen sind.

Beschreibung: Spinale Muskelatrophie (SMA) ist eine seltene, aber zerstörerische Erkrankung und die führende genetische Ursache für Kindstod. Viele Kinder mit SMA sterben noch vor ihrem zweiten Geburtstag. Jetzt ist diese Krankheit nicht länger ein Todesurteil. Der Pharmakologe Frank Bennett und der Biochemiker Adrian Krainer haben sich auf ihre Entdeckungen zur Antisense-Technologie und den natürlichen Prozess des RNA-Spleißens gestützt, um die erste Arznei zur Behandlung von SMA namens Nusinersen (von Biogen als Spinraza vermarktet) zu produzieren. Die Arznei wurde 2016 von der FDA zugelassen und ist eine der ersten einer vielversprechenden neuen Klasse von Antisense-Therapien, die sich für familiäre Dysautonomie (FD), Glioblastom und Leberkrebs derzeit in der Entwicklung befinden. Diese Arbeit ebnete ebenfalls den Weg für die Möglichkeit neuer Therapien unter Verwendung von Gen-Silencing-Modalitäten für die Huntington-Krankheit, ALS, spinozerebelläre Ataxien, Parkinson-Krankheit und Alzheimer. Bennet ist in einem von seiner Familie geführten Hotel in Aztec, New Mexico, aufgewachsen. Mit einem Anstoß von Beratungslehrern hat er statt einer Laufbahn im Hotel die Pharmakologie gewählt und eine Leidenschaft dafür entwickelt, Heilmittel für wirklich schreckliche Erkrankungen zu finden. Krainer ist in Montevideo in Uruguay aufgewachsen und ursprünglich von osteuropäischer Herkunft. Er bewunderte die Arbeit von Gregor Mendel und hat als High-School-Student angefangen, sich für Genetik zu interessieren. Bennett und Krainer, die schon vorher die gegenseitige Arbeit kannten, haben im Jahr 2004 ihre Kräfte zur Erforschung von SMA gebündelt und arbeiten seitdem zusammen.

Angelika Amon – Massachusetts Institute of Technology und Howard Hughes Medical Institute
Ernennung: Für die Ermittlung der Folgen von Aneuploidie, einer anormalen Chromosomenanzahl, die durch eine Fehlsegregation von Chromosomen verursacht wird.

Beschreibung: Ein überzähliges Chromosom kann zu verheerenden Folgen führen (Down-Syndrom, Fehlgeburt etc.). Tatsächlich findet man bei 80 Prozent aller Krebsarten überzählige oder fehlende Chromosomen. 

Die in Wien geborene Molekularbiologin Angelika Amon hat nachgewiesen, wie Unregelmäßigkeiten bei der Chromosomenanzahl (Aneuploidie) eine Stressreaktion verursachen und den stabilen Fehler-Reparaturmechanismus von Zellen beeinträchtigen können. Dies führt wiederum dazu, dass genetische Mutationen sich schnell anhäufen können. Die Molekularbiologin hofft, dass Erkenntnisse über die Folgen der Aneuploidie die Entwicklung von Krebs besser beleuchten und dazu beitragen werden, neue therapeutische Optionen für Krebs zu ermitteln, die sich auf ihre Arbeit über die von Aneuploidie verursachten, zellularen Schwachstellen stützen. Amon lebt und arbeitet gemäß ihrem selbsternannten Motto des „Großmuttertests" – eine Idee muss einfach zu erklären sein, um ihr Interesse zu wecken. Sie stellt einfache Fragen, um umfassende Antworten zu bekommen.

Xiaowei Zhuang – Harvard University und Howard Hughes Medical Institute 
Ernennung: Für die Entdeckung verborgener Zellstrukturen durch die Entwicklung einer Bildgebung mit Superauflösung – einer Methode, die die fundamentale Begrenzung der räumlichen Auflösung in der Lichtmikroskopie überwindet.

Beschreibung: Xiaowei Zhuang war ein sogenanntes Wunderkind. Im Alter von sechs Jahren konnte sie bereits die atmosphärische Kraft erkennen, die auf ein Glas mit Wasser einwirkt, und beeindruckte damit ihren Vater, einen Professor im Bereich Aerodynamik an der führenden wissenschaftlichen und technologischen Hochschule Chinas. Jahre später als Post-Doktorandin in Stanford bei Anbruch des goldenen Zeitalters in der Mikroskopie, lenkte sie ihre Passion für Physik in den Bereich biologische Bildgebung und in die Erforschung biologischer Systeme. In ihrem Labor an der Harvard University hat sie eine Bildgebungsmethode mit Superauflösung (STORM) erfunden, bei der schaltbare fluoreszierende Moleküle eingesetzt werden, um die Grenzen zu sprengen, die durch die Beugungsbegrenzung der herkömmlichen Mikroskope gegeben sind. Das Resultat: ultra-hochauflösende Bilder von Molekülen und Zellstrukturen, die 10.000-fach kleiner sind als die Breite eines menschlichen Haares. Mithilfe von STORM hat ihr Labor vormals unbekannte Zellstrukturen entdeckt, beispielsweise ein regelmäßiges Membranskelett in Neuronen des Gehirns. 

Zhijian „James" Chen – University of Texas Southwestern Medical Center und Howard Hughes Medical Institute 
Ernennung: Für die Aufklärung darüber, wie DNA die Immun- und Autoimmunreaktionen aus dem Inneren einer Zelle auslöst, durch die Entdeckung des DNA-wahrnehmenden Enzyms cGAS.

Beschreibung: T-Zellen und andere weiße Blutzellen kann man als Kämpfer an der Front des Immunsystems bezeichnen. Der Biochemiker Zhijian (James) Chen hat Licht in die Funktionsweisen eines zugrundeliegenden, angeborenen Immunsystems gebracht. Es operiert aus jeder Zelle in unserem Körper, die den Einsatz (oder übermäßigen Einsatz) der Bekämpfungsreaktion auf Viren, Stress, Strahlung und sonstigen Schädigungen auslöst. In Chens Labor wurde demonstriert, wie die von einem Eindringling eingebrachte DNA oder aus einem Zellkern austretende DNA durch ein Protein aufgespürt wird, das daraufhin die T-Zellen und weißen Blutzellen aktiviert. Gegenwärtig arbeitet er daran, diese starke Heilkraft nutzbar zu machen, um Erkrankungen wie Krebs zu stoppen und um diesen Mechanismus im Zaum zu halten, wenn er beispielsweise bei Autoimmunerkrankungen wie Arthritis und Lupus in die falsche Richtung arbeitet. Chen ist in einem abgelegenen Bergdorf in der Provinz Fujian in China ausgewachsen. Schon in früher Kindheit zeigte er eine angeborene Neugier auf die Natur und seine Eltern ermutigten ihn, eine berufliche Laufbahn in der Wissenschaft zu verfolgen. Er emigrierte in die USA und promovierte als PhD an der SUNY Buffalo. Er glaubt, dass Wissenschaft keine Grenzen hat und betrachtet Krankheiten als unseren gemeinsamen Feind.

„Die Preisträger des Breakthrough Prize in Biowissenschaften zeigen uns allen, wie es funktioniert", sagte Cori Bargmann, Vorsitzende des Auswahlkomitees. „Durch Kreativität, Innovation, Beharrlichkeit und Können hat jeder von ihnen einen Fortschritt bewirkt, der bis dahin nicht vorstellbar war."

BREAKTHROUGH PRIZE IN GRUNDLAGENPHYSIK

Charles Kane und Eugene Mele – University of Pennsylvania 
Ernennung: Für neue Ideen über Topologie und Symmetrie in Physik und damit die Voraussage einer neuen Klasse von Materialien, die Elektrizität nur auf ihrer Oberfläche leiten kann.

Beschreibung: Seit den Tagen von Benjamin Franklin unterscheiden wir zwischen elektrischen Formen der Materie, die entweder leiten oder isolieren. Dieses Konzept wurde jedoch von Charles Kane und Gene Mele umgekrempelt. Sie sagten eine neue Klasse von Materialien, sogenannte „topologische Isolatoren", voraus, die geschützte Elektrizitätsleiter auf der Oberfläche bzw. an den Außenkanten, aber Isolatoren im Inneren sind. Ihre Entdeckung hat wichtige Auswirkungen auf den generellen Wettlauf in der Quanteninformatik und könnte zu neuen Generationen elektronischer Geräte führen, die enorme Energieeffizienzen bei Rechnerkapazitäten versprechen. Topologische Isolatoren eröffnen außerdem ein Fenster in die tiefgehenden Fragen über die grundlegende Natur von Materie und Energie, denn sie weisen partikelähnliche Anregungen auf, die den fundamentalen Teilchen der Physik (Elektronen und Photonen) ähneln, jedoch im Labor auf eine Weise gesteuert werden können, die bei Elektronen und Photonen nicht möglich sind. Diese Verbindungen bieten einen neuen konzeptuellen Rahmen für die Steuerung des Flusses von Ladung, Licht und sogar mechanischen Wellen in unterschiedlichen Materiezuständen. Auch scheinen nicht voraussagbare Anwendungen zwangsläufig zu sein: als 1947 der Transistor erfunden wurde, konnte niemand realistischerweise vorhersagen, dass diese Neuerung zu Informationstechnologien führen würde, durch die man Terabytes von Daten auf einem winzigen Silikonchip unterbringen kann.

„Kane und Mele haben neue Ideen zur Topologie in der Quantenphysik auf wirklich eindrucksvolle Weise eingeführt", sagte Edward Witten, Vorsitzender des Auswahlkomitees. „Es ist schön, wie sich diese Geschichte weiterentwickelt hat."

BREAKTHROUGH PRIZE IN MATHEMATIK 

Vincent Lafforgue – CNRS (Nationales Zentrum für wissenschaftliche Forschung, Frankreich) und Institut Fourier, Université Grenoble Alpes 
Ernennung: Für bahnbrechende Beiträge zu mehreren Gebieten der Mathematik, insbesondere zum Langlands-Programm im Funktionsfeld-Fall.

Beschreibung: Frankreich kann sich einiger der herausragendsten mathematischen Köpfe rühmen – von Descartes über Fermat und Pascal bis hin zu Poincaré. In jüngerer Zeit haben Weil, Serre and Grothendieck der algebraischen Geometrie neue Grundlagen hinzugefügt, von denen die arithmetische Geometrie geprägt wurde. Vincent Lafforgue ist ein führender Wissenschaftler der letztgenannten Schule, der nun im Zentrum neuer Entdeckungen in der Kryptografie und den Technologien für Informationssicherheit steht. Er hat seine berufliche Heimat in Grenoble bei der CNRS gefunden, der größten nationalen Einrichtung für Grundlagenwissenschaft in Europa, wo er eine Forschungsposition und freie Hand hat, das Unberechenbare zu berechnen. In tiefer Besorgnis über unsere ökologische Krise legt Lafforgue seinen Forschungsschwerpunkt mittlerweile auf Operatoralgebren in der Quantenmechanik und die Entwicklung neuer Materialien für saubere Energietechnologien. Seine freie Zeit verbringt er gern beim Wandern in den Gebirgsausläufern der Alpen.

„Vincent Lafforgue hat im sogenannten Funktionsfeld-Fall ein wunderbar einfaches, direktes Argument gefunden", erklärte Richard Taylor, Vorsitzender des Auswahlkomitees. „Nachdem man es gesehen hat, wundert man sich, wie die Übrigen von uns es so lange haben übersehen können. Man erkennt schließlich, warum Langlands Korrespondenz existieren muss und alles erscheint nicht mehr als ein unbegründetes wundersames Ergebnis komplizierter Berechnungen."

SPECIAL BREAKTHROUGH PRIZE IN GRUNDLAGENPHYSIK

Jocelyn Bell Burnell – University of Dundee und University of Oxford 
Ernennung: Für grundlegende Beiträge zur Entdeckung von Pulsaren und ihr Lebenswerk mit inspirierender Führung in der wissenschaftlichen Gemeinde.

NEW HORIZONS PRIZE IN PHYSIK

Brian Metzger – Columbia University 
Ernennung: Für richtungsweisende Voraussagen des elektromagnetischen Signals aus einer Neutronenstern-Verschmelzung und für seine führende Rolle im aufstrebenden Forschungsgebiet der Multi-Messenger-Astronomie.

Rana Adhikari, Lisa Barsotti und Matthew Evans – California Institute of Technology, Massachusetts Institute of Technology bzw. Massachusetts Institute of Technology 
Ernennung: Für Forschungen über gegenwärtige und zukünftige bodengestützte Detektoren für Gravitationswellen.

Daniel Harlow, Daniel L. Jafferis und Aron Wall – Massachusetts Institute of Technology, Harvard University bzw. Stanford University 
Ernennung: Für grundlegende Erkenntnisse über Quanteninformation, Quantenfeldtheorie und Schwerkraft.

NEW HORIZONS PRIZE IN MATHEMATIK

Chenyang Xu – Massachusetts Institute of Technology und Beijing International Center for Mathematical Research 
Ernennung: Für bedeutende Fortschritte im Minimalmodell-Programm und Applikationen an den Moduli von algebraischen Varietäten.

Karim Adiprasito und June Huh – Hebräische Universität Jerusalem bzw. Institute for Advanced Study 
Ernennung: Für die Entwicklung der kombinatorischen Hodge-Theorie, gemeinsam mit Eric Katz, die zur Auflösung der logarithmischen Konkavität von Rota führt.

Kaisa Matomäki und Maksym Radziwill – Universität Turku bzw. California Institute of Technology 
Ernennung: Für grundlegende Fortschritte bei der Erkenntnisgewinnung über lokale Korrelationen von Werten der multiplikativen Funktionen.

Informationen zu den Breakthrough Prizes

Die Breakthrough Prizes zeichnen mittlerweile im siebten Jahr die weltweit führenden Wissenschaftler aus. Jeder Preis ist mit 3 Millionen USD dotiert und wird in den Bereichen Biowissenschaften (bis zu vier Preise jährlich), Grundlagenphysik (ein Preis jährlich) und Mathematik (ein Preis jährlich) verliehen. Darüber hinaus werden jedes Jahr bis zu drei „New Horizons"-Preise in Physik und bis zu drei „New Horizons"-Preise in Mathematik an vielversprechende jüngere Forscher vergeben. Die Preisträger nehmen an einer live im Fernsehen übertragenen Preisverleihung zur Anerkennung ihrer Verdienste teil, die auch die nächste Generation von Wissenschaftlern inspirieren soll. Im Rahmen der Feierlichkeit engagieren sie sich ebenfalls in einem Programm von Vorlesungen und Diskussionen.

Zu den Sponsoren der Breakthrough Prizes zählen Sergey Brin, Priscilla Chan und Mark Zuckerberg, Ma Huateng, Yuri und Julia Milner sowie Anne Wojcicki. Auswahlkomitees, die sich aus ehemaligen Preisträgern in jeder Kategorie der Breakthrough Prize zusammensetzen, wählen die Gewinner aus.

Informationen zu den Breakthrough Prizes stehen auf der Website breakthroughprize.org zur Verfügung.