众所周知，所有的生物都是由细胞组成的。细胞如同一个由城墙围起来的小城镇，有用的物资不断地被运进来，而废物被不断地运出去。100多年前，科学家已经猜测到细胞这一小城镇的城墙中存在着很多“城门”，只有特定的分子和离子才可以出入这些“城门”。
早在1890年，威廉·奥斯特瓦尔德（1909年诺贝尔化学奖获得者）就推测离子进出细胞会传递信息。20世纪20年代，科学家证实存在一些供离子出入的细胞膜通道。50年代初，阿兰·霍奇金和安德鲁·哈克斯利发现，离子从一个神经细胞中出来进入另一个神经细胞可以传递信息。因此，他们获得了1963年诺贝尔生理学或医学奖。但是，那时的科学家并没有弄清离子通道的结构和工作原理。也正是在此背景下，分子（如水分子）、离子（如钾离子、钠离子、氯离子等）怎样进入细胞、怎样传递信息的问题，开始浮现于科学家的研究视线之中。可以设想，细胞膜中存在着某些只允许特定的分子与离子出入的通道，问题是要弄清这些分子、离子通道的结构与功能。
今年的两位诺贝尔化学奖得主，阿格雷和麦金农，所探讨的正是这样的问题。所不同的是，前者研究的是水分子在生命体内的细胞膜通道，而后者研究的则是离子（尤其是钾离子、钠离子、氯离子）通道。他们所面临的问题具有某种同构性，这也正是他们在成功之后一起被授予诺贝尔奖的原因。
彼德·阿格雷1949年出生于明尼苏达州诺斯菲尔德。从明尼阿波利斯奥格斯堡学院毕业后，他继续主修化学，并于1974年在约翰斯·霍普金斯大学医学院获医学博士学位。自1993年起，他一直担任约翰斯·霍普金斯大学医学院生物化学教授和医学教授。有人曾经引用阿格雷的话说，“我们的所有组织都是由水组成的，它是所有生命形式最基本的组成成分”。
20世纪80年代中期，阿格雷研究了不同的细胞膜蛋白，经过反复研究，他发现一种被称为水通道蛋白的细胞膜蛋白就是人们寻找已久的水通道。为了验证自己的发现，阿格雷把含有水通道蛋白的细胞和除去了这种蛋白的细胞进行了对比试验，结果前者能够吸水，后者不能。为进一步验证，他又制造两种人造细胞膜分别做成泡状物，然后放在水中，结果第一种泡状物吸收了很多水而膨胀，第二种则没有变化。这充分说明水通道蛋白具有吸收水的功能，就是水通道。2000年阿格雷与其他研究人员一起公布了世界上第一张水通道蛋白的高清晰度立体照片。照片揭示了这种蛋白的特殊结构只允许水分子通过。
水通道的发现开辟了一个新的研究领域。目前，科学家发现水通道蛋白广泛存在于动物、植物和微生物中，它的种类很多，仅人体内就有11种。它具有十分重要的功能，比如在人的肾脏中就起着关键的过滤作用。通常，一个成年人每天要产生170升的原尿，这些原尿经肾脏肾小球中的水通道蛋白的过滤，其中大部分水分被人体循环利用，最终只有约1升的尿液排出人体。
胡子长得很像美国演员保罗·纽曼的阿格雷对他的这一重大发现表现得很谦虚。他在作出突破性发现后说：“它不会成为治疗癌症或其他任何疾病的治疗方法。但是，人体结构的秘密正在不断地打开，……”
阿格雷有4个孩子，3个孩子已经上大学，他和妻子玛丽可能将大部分奖金当作教育经费。不过他将利用部分奖金捍卫学术自由。由于反恐战争，美国对科学家进行了许多限制。这位具有鲜明的学术自由意识的科学家，在接受路透社记者采访时说：“我们也在考虑一些社会问题，其中包括声援在美国和世界其他地方受到迫害的科学家。”
麦金农于1956年出生，在波士顿郊外的伯林顿长大，家中连他共有7人。他从小喜欢显微镜，至今还能回忆起在显微镜下观察青草、树叶和昆虫的乐趣。他曾经说：“我喜欢观察最微小的东西游动。”1978年他在波士顿布兰代斯大学获学士学位，1982年在波士顿塔夫茨大学医学院获医学博士学位。为了进行在生物化学领域的博士后研究，他放弃了行医的计划。他说：“我的科学生涯实际上是在30岁才开始的。”
1988年，麦金农利用X射线晶体成像技术获得了第一张离子通道的高清晰度照片，并第一次从原子层次揭示了离子通道的工作原理。这张照片上的离子通道是通过研究一种名为“青链霉菌”的蛋白取得的。麦金农的方法是革命性的，它可以让科学家观测离子在进入离子通道前、在通道中、以及穿过通道后的状态。
自1996年起，他一直担任纽约洛克菲勒大学分子神经生物学教授。当他着手探索离子通道结构时，人们认为这是一项令人生畏、成功希望不大的研究项目，但是，洛克菲勒大学告诉他说，校方喜欢愿意冒风险的科学家，愿意支持他的这种尝试。在他获得诺贝尔奖之前，他的成功已经给他带来许多荣誉。对此，麦金农说：“我的信条是，如果你善待科学，科学就会眷顾你。”
神经系统和肌肉等方面的疾病与离子通道有关。离子通道能产生电信号，在神经系统中传递信息。过去的科学家一直不能弄清它的结构，但麦金农在1998年测出了钾离子通道的立体结构，他的研究深入到细胞的分子结构，并给出了清晰的离子通道的三维结构图。他揭示了当离子穿过细胞膜时，不同的细胞通过电位变化发出信号，控制离子通道的开启和关闭。同时，离子通道通过过滤机制，只让钾离子通过，而不让钠离子通过。由于他的发现，人们可以看见离子如何通过由不同细胞信号控制开关的通道。
水通道和离子通道的研究表明，当代生物化学已开始在细胞分子层次上了解生命的基本过程，而且，这种研究具有重要的学术意义和广阔的应用前景。譬如，对细胞膜通道的研究可以帮助科学家寻找具体的病因，并研制相应的药物；利用不同的细胞膜通道，可以调节细胞的功能而达到治疗疾病的目的。我国中药的一个重要功能是调节人体体液的成分和不同成分的浓度，这些成分可以通过不同细胞膜通道调节细胞的功能。据专家预言，对细胞膜通道的研究可以为揭示中药的科学原理提供重要的途径。
严格地说，阿格雷和麦金农所进行的研究是跨学科的而非单纯的化学研究。这种研究要求其研究者及其研究小组具备生物、化学、物理以及现代分析测试技术（科学仪器）等多方面的知识，并能够以巧妙的方式组合运用这些知识，非如此不足以取得成功。在这种意义上，可以说，他们的工作正恰恰体现了当代科学前沿研究的集成创新特征。
