2024諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎公布！ |
| 發(fā)布時間：2024-10-07 22:00:56點擊次數(shù)： 作者：韓力 |
2024年，北京時間10月7日，2024年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎?wù)焦迹@獎?wù)邽槊绹茖W(xué)家維克托·安布羅斯（Victor Ambros）和加里·魯夫坎（Gary Ruvkun），他們因發(fā)現(xiàn)微小核糖核酸及其在轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控中的作用而獲得了該獎項。
  維克托·安布羅斯于1953年出生在美國新罕布什爾州，1979年在麻省理工學(xué)院（MIT）獲得博士學(xué)位，并在1979年至1985年間進行博士后研究。1985年，他成為哈佛大學(xué)的首席研究員，現(xiàn)在是馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的西爾弗曼自然科學(xué)教授。
加里·魯夫坎于1952年出生在美國加利福尼亞州，1982年在哈佛大學(xué)獲得博士學(xué)位，并在1982年至1985年期間擔任麻省理工學(xué)院的博士后研究員。1985年，成為馬薩諸塞州總醫(yī)院和哈佛醫(yī)學(xué)院的首席研究員。
這兩位年齡相仿的科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)，讓人類重新認識了基因調(diào)控。
人類的染色體信息可以看作是身體所有細胞的“說明書”，盡管每個細胞包含相同的基因和指令集，但不同類型的細胞，比如肌肉細胞或神經(jīng)細胞，特征卻截然不同，這些差異源于基因調(diào)控。長期以來，人類認為已經(jīng)了解了基因調(diào)控的主要原理，直到1993年，維克托·安布羅斯和加里·魯夫坎的研究揭示了一種新的基因調(diào)控機制。
 圖2： (A) 秀麗隱桿線蟲（C. elegans）是理解不同細胞類型如何發(fā)育的有用模型生物。(B) 維克托·安布羅斯和加里·魯夫坎研究了lin-4和lin-14突變體。(C) 兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)lin-4微小核糖核酸序列與lin-14 信使核糖核酸中的互補序列相匹配。圖片來自諾貝爾獎官網(wǎng)。
早在20世紀80年代末，維克托·安布羅斯和加里·魯夫坎就共同在諾貝爾獎得主羅伯特·霍維茨的實驗室擔任博士后，在羅伯特·霍維茨的實驗室中，他們研究了一種長度僅為1毫米的線蟲——小蠕蟲秀麗隱桿線蟲（C. elegans）。盡管其體型微小，秀麗隱桿線蟲卻具有許多復(fù)雜生物體中也存在的特化細胞類型，比如神經(jīng)細胞和肌肉細胞等，這些特征使得不起眼的小蠕蟲秀麗隱桿線蟲成為研究多細胞生物組織如何發(fā)育和成熟的有用模型。
在這個研究中，維克托·安布羅斯和加里·魯夫坎對控制不同遺傳程序激活時間的基因產(chǎn)生了興趣。他們研究了兩種突變線蟲品系，lin-4和lin-14，發(fā)現(xiàn)lin-4基因似乎是lin-14基因的負調(diào)節(jié)因子，但如何抑制lin-14的活性仍不清楚。經(jīng)過深入研究，他們揭示了lin-4基因產(chǎn)生了一種異常短的核糖核酸分子，這種核糖核酸不編碼蛋白質(zhì)，卻能夠抑制lin-14的活性。
不過，這一研究成果的發(fā)表起初并沒有在科學(xué)界產(chǎn)生很大的反響，但隨著2000年加里·魯夫坎的研究小組發(fā)現(xiàn)了另一種廣泛存在的微小核糖核酸（let-7）后，這一領(lǐng)域的被關(guān)注程度開始提升了。此后，數(shù)百種微小核糖核酸被識別出來，如今已知人類有超過一千個不同的微小核糖核酸基因，證明了微小核糖核酸調(diào)控在多細胞生物中的普遍性。
 圖3：加里·魯夫坎克隆了let-7，這是第二個編碼微小核糖核酸的基因，如今已知微小核糖核酸調(diào)控在多細胞生物中是普遍存在的。圖片來自諾貝爾獎官網(wǎng)。
其實，由維克托·安布羅斯和加里·魯夫坎首次揭示的微小核糖核酸的基因調(diào)控機制，已經(jīng)在數(shù)億年間發(fā)揮作用。研究表明，如果沒有微小核糖核酸，細胞和組織就無法正常發(fā)育。微小核糖核酸調(diào)控異常還可能導(dǎo)致癌癥，現(xiàn)在已經(jīng)在人類中發(fā)現(xiàn)了編碼微小核糖核酸的基因突變，這些突變會引發(fā)如先天性聽力損失、眼部和骨骼異常等疾病。參與微小RNA生成的某種蛋白質(zhì)的突變會導(dǎo)致DICER1綜合征，這是一種與多種器官和組織的癌癥相關(guān)的罕見但嚴重的綜合征。
 圖4：微小核糖核酸的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)是出乎意料的，揭示了基因調(diào)控的一個新維度。圖片來自諾貝爾獎官網(wǎng)。
諾貝爾獎官網(wǎng)上對兩位科學(xué)家的貢獻描述為：維克托·安布羅斯和加里·魯夫坎在小蠕蟲秀麗隱桿線蟲中的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)是出乎意料的，揭示了基因調(diào)控的一個新維度，這對所有復(fù)雜生命形式都至關(guān)重要。
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