上海惜緣之人機構(gòu)電話（解讀2021諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎）2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎公布，
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2024年10月7日，瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院宣布，將今年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予美國科學(xué)家 Victor Ambros 和 Gary Ruvkun，以表彰他們在發(fā)現(xiàn)微小 RNA （microRNA）及其在基因調(diào)控中的作用方面做出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。
這項突破性發(fā)現(xiàn)揭示了生命調(diào)控的一個全新維度，對我們理解生命過程具有深遠(yuǎn)影響
來自馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的 Victor Ambros 和來自波士頓市麻省總醫(yī)院及哈佛醫(yī)學(xué)院的 Gary Ruvkun 榮獲 2024 年諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎（圖片來源：諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎委員會）microRNA
基因表達(dá)的新調(diào)控者要理解這項發(fā)現(xiàn)的重要性，我們需要先了解基因表達(dá)的基本過程在生物學(xué)中，DNA 中的遺傳信息通過一系列步驟最終產(chǎn)生蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)是執(zhí)行生命功能的主要分子而 Ambros 和 Ruvkun 的發(fā)現(xiàn)為這個過程增添了一個新的調(diào)控層面。
每個細(xì)胞都含有相同的染色體組，因此擁有完全相同的基因集合細(xì)胞類型特異性功能的產(chǎn)生是由于在每種細(xì)胞類型中只有特定的一部分基因被激活（圖片來源：諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎委員會插圖：Mattias Karlén）。
他們發(fā)現(xiàn)的微小 RNA 是一類很短的 RNA 分子，通常只有 20~24 個核苷酸長這些微小分子不產(chǎn)生蛋白質(zhì)，而是通過影響其他 RNA 分子來調(diào)節(jié)基因的活動我們可以把微小 RNA 比作一個精密的“音量調(diào)節(jié)器”。
就像我們可以通過調(diào)節(jié)音響的音量旋鈕來控制聲音的大小，微小 RNA 能夠精確地調(diào)節(jié)基因表達(dá)的強度和時間 從線蟲到人類的驚人發(fā)現(xiàn)如今，這一重大發(fā)現(xiàn)源于 Ambros 和 Ruvkun 對一種非常簡單的動物——線蟲的研究。
上世紀(jì) 80 年代，Ambros 和 Ruvkun 在研究線蟲生長相關(guān)的生理學(xué)機制時，偶然發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的“指揮官”這個“指揮官”就是 lin-4 基因 通常，基因的工作是指導(dǎo)細(xì)胞制造蛋白質(zhì)，就像工廠里的設(shè)計圖紙。
但是，lin-4 這個“指揮官”不一樣，它不制造蛋白質(zhì)，而是產(chǎn)生了一種很短的 RNA 分子更有趣的是，這個短小的 RNA 分子似乎能夠影響另一個基因 lin-14 的工作這就好比在一個大工廠里，發(fā)現(xiàn)了一個小小的開關(guān)，居然能控制整個生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)！
1993 年，Ambros 和 Ruvkun 分別發(fā)表論文，解釋了這個神奇的控制過程他們發(fā)現(xiàn) lin-4 RNA 就像一把鑰匙，能夠與 lin-14 基因產(chǎn)生的信使 RNA（也就是 mRNA，注意其縮寫容易與 microRNA 混淆）的某些部分完美匹配。
當(dāng)這把“鑰匙”插入“鎖孔”后，就會阻止 lin-14 產(chǎn)生蛋白質(zhì)
科學(xué)家們在研究 lin-4 和 lin-14 這兩個基因時，發(fā)現(xiàn)了一件非常有趣的事情lin-4 基因產(chǎn)生的一小段 microRNA，就像一個微型密碼，而這個密碼恰好能部分匹配 lin-14 基因末端的一些重復(fù)片段。
這就像是發(fā)現(xiàn)了兩個基因之間的秘密通信方式?。▓D片來源：諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎委員會插圖：Mattias Karlén）microRNA 的發(fā)現(xiàn)就像是揭示了生命中的一個隱藏開關(guān)，為我們理解生命如何精確調(diào)控自己開啟了一扇新的大門。
然而，這個發(fā)現(xiàn)一開始并沒有引起太多關(guān)注直到 2000 年，Ruvkun 的實驗室發(fā)現(xiàn)了名為 let-7 的第二個微小 RNA讓科學(xué)家們興奮的是，let-7 不僅存在于線蟲中，還在人類和其他動物中被發(fā)現(xiàn)這意味著，
微小 RNA 調(diào)控機制在動物進(jìn)化中具有普遍性和重要性 微小RNA的廣泛作用隨著研究的深入，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)微小 RNA 參與調(diào)控生物體發(fā)育和生理過程的方方面面：1.在動物的成長過程中，微小 RNA 幫助控制各個發(fā)育階段的精確時間。
例如，在線蟲從幼蟲到成蟲的轉(zhuǎn)變過程中，lin-4 和 let-7 起著關(guān)鍵作用微小 RNA 還參與決定細(xì)胞的命運它們可以穩(wěn)定特定細(xì)胞類型的特征，同時抑制其他細(xì)胞類型的基因表達(dá)這對于維持組織的正常功能至關(guān)重要。
顯示動物發(fā)育異常的線蟲 lin-4 和 lin-14 突變體lin-4 突變體重復(fù)執(zhí)行細(xì)胞譜系的發(fā)育程序，導(dǎo)致體內(nèi)積累卵子但沒有形成外陰；而 lin-14 突變體體型較小，缺乏幼蟲期發(fā)育線蟲圖像改編自(Ambros, 2008)。
2.在成年生物體內(nèi)，微小 RNA 幫助維持各種組織的穩(wěn)態(tài)它們像一個精密的平衡器，確保細(xì)胞內(nèi)各種基因的表達(dá)水平保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi) 3.當(dāng)生物遇到環(huán)境壓力時，某些微小 RNA 還能幫助細(xì)胞做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)它們可以迅速調(diào)整基因表達(dá)，使細(xì)胞能夠應(yīng)對外部變化。
從實驗室到臨床微小 RNA 的醫(yī)學(xué)應(yīng)用科學(xué)家們已發(fā)現(xiàn)，微小 RNA 的異常與多種疾病有關(guān)，包括癌癥、心臟病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等這為疾病的診斷和治療提供了新的思路在診斷方面，某些微小 RNA 可以作為疾病的生物標(biāo)志物。
例如，通過檢測血液中某些微小 RNA 的水平，醫(yī)生可能在未來更早地發(fā)現(xiàn)某些癌癥這種無創(chuàng)的檢測方法有望革新疾病的早期診斷 在治療方面，科學(xué)家們正在探索通過調(diào)節(jié)特定微小 RNA 的活性來治療疾病例如，在某些癌癥中，一些微小 RNA 的表達(dá)異常升高，而另一些則異常降低。
通過恢復(fù)這些微小 RNA 的正常水平，可能達(dá)到抑制腫瘤生長的效果 微小 RNA 還在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出潛力研究表明，通過操控某些微小 RNA，可以影響干細(xì)胞的分化方向，這為組織修復(fù)和器官再生提供了新的可能性。
microRNA從被人冷落到未來可期微小 RNA 的發(fā)現(xiàn)為我們揭示了生命的一個新維度就像我們發(fā)現(xiàn)了調(diào)控基因的一個隱藏開關(guān)，這個發(fā)現(xiàn)讓我們對生命的復(fù)雜性有了新的認(rèn)識但是，我們對微小 RNA 的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
未來，科學(xué)家們將繼續(xù)探索微小 RNA 的作用機制，尋找更多與疾病相關(guān)的微小 RNA同時，如何將實驗室的發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用，也是一個重要的研究方向我們可以期待，基于微小 RNA 的新型診斷工具和治療方法將不斷涌現(xiàn)。
此外，微小 RNA 研究也可能為其他領(lǐng)域帶來啟發(fā)例如，在農(nóng)業(yè)中，通過調(diào)控植物的微小 RNA，可能培育出抗病蟲害或適應(yīng)氣候變化的新品種在環(huán)境保護(hù)方面，微小 RNA 可能成為監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的新工具2024 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的頒發(fā)，不僅是對 Ambros 和 Ruvkun 個人成就的肯定，更是對整個微小 RNA 研究領(lǐng)域的認(rèn)可。
隨著研究的深入，微小 RNA 領(lǐng)域必將繼續(xù)為生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)帶來更多驚喜和突破今天看似無關(guān)緊要的發(fā)現(xiàn)，可能成為未來改變世界的突破口這就是科學(xué)的魅力所在，也是激勵我們不斷探索的動力策劃制作出品丨科普中國監(jiān)制丨中國科普博覽
作者丨可可責(zé)編丨何通審校丨徐來 林林返回搜狐，查看更多責(zé)任編輯：