2024-10-17 09:52:20发布:微小RNA蕴藏基因调控之谜！解读2024年诺贝尔生理学或医学奖

发布日期：2024-10-17 09:52:20 阅读:137697 当前热度:297

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本文转自【中国青年报】；

同一个人的所有细胞都包含相同的染色体，但不同的细胞类型，如肌肉和神经细胞，却有着非常不同的特性，这些差异是如何产生的？答案在于基因调控，它使不同的细胞产生不同的蛋白质。

2024年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家维克托·安布罗斯和加里·鲁夫坎，以表彰他们发现了microRNA（微小RNA）及其在转录后基因调控中的作用。

小蠕虫带来大突破

20世纪80年代末，安布罗斯和鲁夫坎研究了一种长度不到1毫米的小蠕虫秀丽线虫，并将目标对准了它的两个突变株“lin-4”和“lin-14”。巧合的是，安布罗斯已经发现，lin-4基因似乎是lin-14基因的负调控者。然而，其中的抑制机制并不清楚。

直到博士后结束，安布罗斯在哈佛大学的实验室中得到了一个意想不到的发现。lin-4基因产生的一个异常短的RNA（即microRNA），恰恰是抑制lin-14的“幕后黑手”。与此同时，鲁夫坎也发现lin-4并不影响lin-14基因产生mRNA，而是抑制mRNA生产蛋白质。他还发现lin-14的mRNA有一个关键片段，是lin-4对其进行抑制的“抓手”。

于是，两位科学家在交流后得到了一个突破性的结果：lin-4中的超短RNA与lin-14中mRNA的关键片段序列互补，超短RNA正是通过与mRNA结合“关闭”lin-14，阻止其蛋白质的产生。他们发现了以前未知的、基于microRNA的基因调控机制！

此前，科学家们认为是一种名为“转录因子”的特殊蛋白质，通过结合到DNA的特定区域，决定产生哪些mRNA来实现基因调控。

由沉默到巨大轰动

但是，1993年，当安布罗斯和鲁夫坎在《细胞》杂志发表上述成果时，迎接他们的却是科学界的沉默。尽管是前所未有的发现，但科学界认为这种机制可能是秀丽线虫的一个特性，与人类和其他更复杂的动物无关。

鲁夫坎发现由let-7基因编码的microRNA，该基因存在于整个动物界。

直到2000年，当鲁夫坎研究小组公布其发现的另一种由let-7基因编码的microRNA时，沉默变成了巨大轰动。与lin-4不同，let-7基因存在于整个动物界。这一发现引起了科学界的“寻宝热潮”，在接下来的几年里，数百种不同的microRNA被鉴定出来。

今天，我们知道人类体内有超过一千种不同的microRNA，没有它们，细胞和组织就无法正常发育，其异常和突变可能导致癌症等严重疾病。可以说，microRNA的出现揭示了基因调控的一个新的维度，对所有复杂的生命形式至关重要。而安布罗斯和鲁夫坎找到microRNA的过程也是同样的传奇和精彩！

向耐得住“孤独”的科学家致敬

张梦然

从第一个microRNA发现至今，已经有30个年头。人们很难想象，当前在生物医学界蔚为大观的microRNA研究，曾一度处于边缘地位，甚至遭“选择性忽略”。这导致在较为漫长的时间里，维克托·安布罗斯和加里·鲁夫坎都在孤独求索。但与此同时，他们在这一领域的竞争对手也寥寥无几。

科学探索之路往往被描绘为一段孤寂的旅程，但走过的人才知道其中的艰辛。科学家们在追求知识和真理的过程中，要面对长时间的独立研究、无数次的实验失败，甚至可能是来自同行或大咖们的质疑。不过，这种孤独并非总是负面的，它也给了求知求真的人们一个深入思考、激发创新思维的巨大空间。在这里，他们能不受干扰地追寻那些尚未被前人解答的难题。正是这份坚持，让人类的知识边界得以不断拓展；也正是这份精神，鼓励着每一个不懈努力的科研工作者。

来源：科技日报（记者 胡定坤 ），文中图片均来自瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔奖委员会官网返回搜狐，查看更多

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