微小RNA大作用:2024诺贝尔奖得主的划时代发现

导读

2024年诺贝尔生理学或医学奖于北京时间10月7日下午5点30分率先公布。

瑞典卡罗林斯卡学院宣布,将诺贝尔生理学或医学奖授予了美国马萨诸塞州大学医学院教授Victor Ambros和哈佛大学医学院教授Gary Ruvkun

获奖理由:表彰他们发现microRNA(微小RNA)在转录后基因调控中的关键作用。

microRNA的发现之旅

microRNA(miRNA)是一类非编码的小RNA分子,通常由21至23个核苷酸组成,它们通过与特定的mRNA结合,抑制蛋白质的合成或加速mRNA的降解,从而调控基因表达。这一机制与多种生物过程相关,包括发育、细胞分化、增殖和死亡。

Ambros和Ruvkun的研究始于20世纪90年代,当时他们在研究秀丽隐杆线虫(*Caenorhabditis elegans*)的发育过程。Ambros团队首先在1993年发现了*lin-4*基因,这个基因并不编码蛋白质,而是产生了一个小RNA分子,它能抑制靶基因*lin-14*的表达。这是首次发现RNA可以直接参与基因调控。几乎同时,Ruvkun团队通过进一步研究,确认了*lin-14*基因的mRNA含有与*lin-4*相匹配的区域,从而揭示了这一RNA分子通过碱基配对来控制靶基因表达的机制。

这一发现出乎科学界的意料,因为传统观念认为基因表达主要由蛋白质因子调控,而非RNA分子。随着后续研究的深入,microRNA的普遍性逐渐被揭示。科学家们发现,不仅在线虫中,microRNA在多细胞生物中广泛存在,包括植物、动物和人类。在人类基因组中,已有超过2000种不同的microRNA被鉴定,调控了约30%的基因表达。

微小分子,大大影响

Ambros和Ruvkun的研究开创了RNA调控领域的新纪元,microRNA调控机制的发现让科学家们重新审视了基因调控的复杂性。microRNA不仅在生物体的发育中起着关键作用,还与多种疾病的发生密切相关,特别是在癌症、自身免疫疾病和神经退行性疾病等方面。

在癌症研究中,许多microRNA已被鉴定为肿瘤的促癌基因或抑癌基因。通过靶向这些microRNA,科学家们正在开发新型治疗手段,以干预肿瘤的生长和扩散。此外,microRNA还在心血管疾病和代谢疾病如糖尿病的病理过程中发挥重要作用。

microRNA发现的意义

microRNA的发现对现代生物学的影响是不可估量的。从最初在线虫中的发现,到今天在临床医学中的潜在应用,microRNA研究为理解生物体如何通过细微的分子事件调控生命活动提供了崭新的视角。Ambros和Ruvkun的贡献不仅揭示了生命运行机制的深层奥秘,也为未来的疾病治疗铺平了道路。

2024年诺贝尔生理学或医学奖的颁发,不仅是对这两位科学家杰出贡献的认可,更是对基础科研重要性的重申。正是这种好奇心驱动的科学探索,使得人类不断突破知识的界限,走向更深的理解与更广的应用。Ambros和Ruvkun的发现提醒我们,微小的分子可以带来深远的影响,科学的力量源于不断追求未知的探索。

参考文献:

1. Ambros, V. (2004). The functions of animal microRNAs. Nature, 431(7006), 350-355. https://doi.org/10.1038/nature02871

2. Lee, R. C., Feinbaum, R. L., & Ambros, V.(1993). The C. elegansheterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14. Cell, 75(5), 843-854. https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90529-Y

3. Wightman, B., Ha, I., & Ruvkun, G.(1993). Posttranscriptional regulation of the C. elegans heterochronic gene lin-14 by lin-4mediates temporal pattern formation. Cell, 75(5), 855-862. https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90530-4

4. Bartel, D. P. (2004). MicroRNAs: Genomics, biogenesis, mechanism, and function. Cell, 116(2), 281-297. https://doi.org/10.1016/S0092-8674(04)00045-5

5. He, L., & Hannon, G. J. (2004). MicroRNAs: Small RNAs with a big role in gene regulation. Nature Reviews Genetics, 5(7), 522-531. https://doi.org/10.1038/nrg1379

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