科学诺奖只颁给有开拓性的,能振兴整个领域的新发现。
2024年10月7日,诺贝尔委员会在记者招待会上宣布2024年生理学或医学奖授予美国科学家维克托·安布罗斯(Victor Ambros)和加里·鲁夫昆(Gary Ruvkun),表彰他们在微小RNA(microRNA)方面的研究成果。
花落谁主?几个月来生物医学界喧嚣的预测终于尘埃落定。那么他们的发现有什么重大意义呢?诺贝尔生理学或医学奖委员会副主席奥勒·坎佩(Olle Kämpe)在10月7日宣布奖项时表示: “微小RNA的开创性发现揭示了一种全新且意外的基因调控机制。” ;委员会主席古妮拉·卡尔松·赫德斯塔姆(Gunilla Karls son Hedestam)表示: “这一发现帮助我们理解了细胞如何分化和特化的基本机制。” 用通俗的话来说就是我们终于找到了调控基因的那把钥匙。miRNA发出的生命的指令从胚胎发育到细胞凋亡都起着关键的作用。从生理方面来说它将帮助我们了解复杂生命是如何在地球上出现的,人体的多种结构是如何构成的;从病理来说我们也可以通过miRNA来阻断癌症的基因突变,可以预防遗传疾病。
人类最原始遗传信息都锁定在DNA里。 相同的遗传信息包含在人体的每一个细胞里,为了制造特定的蛋白质,比如能够传导信号的神经细胞,能够有节奏跳动的心脏细胞…我们的细胞会从DNA处录制一个副本,称为信使RNA(mRNA)。信使RNA从细胞核中出来,指示细胞的蛋白质制造工厂开始制造特定蛋白质, 但是, 造还是不造还得听微小RNA的,微小RNA可以通过黏附在信使RNA上使其降解。也就是说信使RNA做好了所有准备工作,微小RNA可以说No。人体所有细胞虽然都源于相同的遗传信息,但是有如此复杂,多样性人体结构却源于基因表达。这两位美国科学家是首批发现微小RNA的人,并揭示了它们如何控制基因在不同组织中的差异表达。
两位获奖者的发现始于他们在麻省理工生物学家H. Robert Horvitz实验室里做博士后时的研究。他们当时的研究对象时一种名为秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)的小型透明线虫。他们想了解lin-4和lin-14这两个基因是如何控制的线虫发育的。
安布罗斯在10月7日的新闻发布会上说“我们在尝试验证各种假设时屡屡受挫。”他回忆起曾在实验中看到一些微小的RNA,但起初以为是实验中的杂质,把它当成了‘脏东西’忽略了。
1993年,安布罗斯发现lin-4制造了微小RNA, 可是当时因对微小RNA”不了解, 以为它只在线虫发育的特定时间内产生, 因此称它为“短时RNA”。随后,鲁夫昆发现lin-4的微小RNA会附着在lin-14信使RNA的某部分上,并抑制其蛋白质的生成。虽然这种控制蛋白质生成的机制是个全新的、令人意想不到的发现,可是因为它是在一种小线虫中发现的,人们以为这只是这些有趣的线虫的独特机制,并未重视这已发现, 直到七年后,鲁夫昆发现了另一种名为let-7的微小RNA,它存在于整个动物界,包括人类在内。这一发现引起了广泛关注,约翰霍普金斯医学院的分子发育生物学家路易莎·科切拉(Luisa Cochella)说:“它引发了一场寻找动物体内所有微小RNA的狂潮。”
探索早已开始,诺奖是一个方向标,告诉我们微小RNA将是一个前途无量的研究领域,其成果将会给人类带来重大影响。截止现在,已知人类基因组编码了超过1000种微小RNA。
最后,让我们引用都柏林城市大学的亚诺什·赫勒教授(Janosch Heller)的话作为结束语。当他听到安布罗斯教授和鲁夫昆教授获奖的消息他表示“非常高兴”。他说:“他们在微小RNA调控基因方面的开创性研究为癫痫等毁灭性疾病的新疗法铺平了道路,同时也让我们看到了细胞内精密控制机制的奇妙之处。”
人类对微小RNA基因调控的研究已在路上。
参考资料:
https://www.sciencenews.org/article/microrna-2023-nobel-physiology-medicine
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