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颜宁主要致力于跨膜运输蛋白的结构与机理研究，在国际上首次揭示人源葡萄糖转运蛋白、真核生物电压门控钠离子通道和钙离子通道等一系列具有重要生理与病理意义跨膜蛋白的原子分辨率结构，为理解相关疾病的致病机理及药物开发提供了分子基础。其科研成果获得海内外同行广泛认可。

“欧莱雅—联合国教科文组织世界杰出女科学家奖”表彰的5位杰出女科学家分别来自5大地区：非洲和阿拉伯国家、亚洲及太平洋、欧洲、拉丁美洲及加勒比、北美洲。获奖者由独立的国际评委会从全球350名候选人中选出。评委会主席为法国国家健康与医学研究院研究主任兼法国科学院院士、“欧莱雅—联合国教科文组织世界杰出女科学家奖”得主基弗(Brigitte L. Kieffer)教授。

2022年11月，颜宁宣布将辞去普林斯顿大学教职，到深圳创立医学科学院。2022年12月10日，深圳医学科学院揭牌，颜宁获发聘书，出任创始院长。2023年11月，2023年两院院士增选结果正式揭晓，颜宁新当选为中科院院士。

据联合国教科文组织介绍，清华大学生命科学学院教授、深圳医学科学院院长、深圳湾实验室主任颜宁发现了多种介导离子和糖跨细胞膜运输的膜蛋白原子结构，揭示了跨膜转运的原理。她的卓越研究推进了癫痫和心律失常等多种疾病的相关研究，并指导了疼痛综合征的治疗。作为该领域的权威，颜宁“激励着全球的女科学家，她还大力倡导研究和科学教育中的性别平等”。

果冻传媒在线电影据中新网巴黎5月14日消息，联合国教科文组织与欧莱雅基金会当地时间5月14日公布了2024年世界杰出女科学家奖的5位获奖者。中国科学家颜宁是获奖者之一。颁奖仪式将于5月28日举行。

她推动深圳医学科学院各项建设。完成深圳医学科学院筹建，于2023年10月获批正式成立。受市政府委托管理深圳市医学研究专项资金，完成首年评审与立项，资助总金额近2亿元。引进美国冠名讲座教授陈宙锋等7位学术带头人。举办7次SMART Symposia，邀请数位诺奖得主在内的100余名中外院士、顶尖专家汇聚光明科学城。成立深圳市光明致远科技基金会。

1998年，联合国教科文组织和法国欧莱雅集团联合设立世界杰出女科学家成就奖，每年评选5位来自全球不同地区的杰出女科学家，表彰她们通过开创性工作为解决重要科学问题所作的贡献，并为其科研事业提供支持。该奖是当今世界上唯一一个在全球范围内奖励科学女性的奖项。

在颜宁之前，浙江大学教授胡海岚凭借在社会和情绪神经科学方面的重大发现，成为2022年世界杰出女科学家奖亚太地区获奖人。她是第七位获此殊荣的中国科学家，此前6位获奖人均为中国科学院院士。颜宁获奖之后，成为第八位获奖的中国科学家。