一年一度、備受矚目的諾貝爾獎，照例率先公布了生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲獎名單。
據(jù)新華社報道，瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院10月7日宣布，美國科學(xué)家維克托·安布羅斯和加里·魯夫坎因發(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2024年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
這項新發(fā)現(xiàn)，對于攻克哪些疾病具有啟發(fā)，對人類生活又有何作用？
一種全新的基因調(diào)控原理
微RNA或許讓人們感到陌生，但它是生命活動中的重要分子。生命體，如人體有不同的細胞和組織，如肌肉、心臟、大腦，需要由不同的細胞中的染色體中的信息來發(fā)出指令，編碼產(chǎn)生蛋白質(zhì)。
產(chǎn)生不同組織和蛋白質(zhì)的根源在于基因調(diào)控，它允許每個細胞只選擇相關(guān)的指令，從而確保每種細胞類型中只有正確的基因組是活躍的。
過去認為，RNA有兩類，一種參與編碼蛋白質(zhì)，即指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的信使RNA，另一種是不能編碼蛋白質(zhì)的RNA，稱為非編碼RNA，微RNA是非編碼RNA中的一種。它的長度很短，僅有21-23個核苷酸，故稱為微RNA。
安布羅斯和魯夫坎發(fā)現(xiàn)，微RNA是一類在基因調(diào)控中起關(guān)鍵作用的新型微小分子，并且也間接或直接參與了基因編碼。微RNA與一種或多種信使RNA分子部分互補，從而下調(diào)基因表達，包括翻譯抑制。
因此，他們開創(chuàng)性地揭示了一種全新的基因調(diào)控原理，后者對包括人類在內(nèi)的多細胞生物至關(guān)重要。
在20世紀(jì)80年代，安布羅斯和魯夫坎在秀麗隱桿線蟲中研究了兩種突變的基因lin-4和lin-14。在此之前，安布羅斯已經(jīng)證明lin-4基因似乎是lin-14基因的負調(diào)節(jié)因子。然而，lin-14活性是如何被阻斷的尚不清楚。
之后，安布羅斯和魯夫坎又進行了進一步的實驗，表明lin-4微RNA 通過與mRNA 中的互補序列結(jié)合來關(guān)閉lin-14微RNA，從而阻斷l(xiāng)in-14蛋白的產(chǎn)生。這是一種新的以前未被發(fā)現(xiàn)的基因調(diào)控原理，由一種以前未知的RNA類型，即微RNA 介導(dǎo)。1993年，這些結(jié)果發(fā)表在《細胞》雜志的兩篇文章中。
然而，如同所有新發(fā)現(xiàn)和新生事物出現(xiàn)一樣，最初科學(xué)界對此保持了沉默，因為這與傳統(tǒng)的從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的路徑和原則并不一樣，而且一些研究人員認為，這只不過是秀麗隱桿線蟲的一個基因調(diào)控特點，可能與人類和其他更復(fù)雜的動物無關(guān)。
但在2000年，魯夫坎團隊又發(fā)現(xiàn)了由let-7基因編碼的另一種微RNA，之后其他研究人員也發(fā)現(xiàn)了多種微RNA，而且單個微RNA 可以調(diào)節(jié)許多不同基因的表達，相反，單個基因可以被多個微RNA調(diào)節(jié)，從而協(xié)調(diào)和微調(diào)整個基因網(wǎng)絡(luò)。這些發(fā)現(xiàn)逐漸改變了人們的看法?，F(xiàn)在已知人類基因組編碼，有超過1000個微RNA在起作用。
不只利于預(yù)防和治療癌癥
發(fā)現(xiàn)微RNA有什么用？
概括地講，微RNA對生物體的發(fā)育和功能具有本質(zhì)上的重要性，可以解釋很多疾病原理，因而可以用以治療疾病，研發(fā)疫苗和藥物，還可用以調(diào)控作物生長，增加作物產(chǎn)量。
首先，微RNA基因調(diào)控已經(jīng)存在于自然界數(shù)億年。這種機制使越來越復(fù)雜的生物體能夠更精致地演化，如促進人的演化，因為沒有微RNA，細胞和組織就無法正常發(fā)育，人的肌肉或神經(jīng)細胞從胚胎期就不能正常發(fā)育。
其次，通過微RNA調(diào)控可以找到治療疾病的線索和途徑。let-7是目前研究最為廣泛的微RNA之一，研究人員發(fā)現(xiàn)，這一微基因在多種腫瘤中表達下調(diào)。而且，let-7能夠靶向高遷移率蛋白A2從而抑制細胞增殖，發(fā)揮抑癌基因的作用，有利于預(yù)防和治療癌癥。
同時，研究發(fā)現(xiàn)分化程度越低的細胞，let-7表達水平越低，因而有望作為低分化腫瘤的標(biāo)志物，也成為診斷和治療癌癥的標(biāo)志。更新的研究發(fā)現(xiàn)，let-7與食道癌放化療敏感性密切相關(guān)，也提供了食道癌治療的新方向和線索。
不只是癌癥，許多疾病也與微RNA有關(guān)。編碼微RNA的基因突變可導(dǎo)致先天性聽力損失、眼睛和骨骼等器官的疾病。與微RNA相關(guān)的一種蛋白質(zhì)發(fā)生突變會導(dǎo)致胸膜肺母細胞瘤家族性腫瘤易感綜合征，是一種罕見但嚴(yán)重的綜合征，與各種器官和組織的癌癥有關(guān)。
同樣，微RNA也與植物生長有關(guān)，由于其有抑制病毒的作用，可以用來保護植物免受病毒感染，以增加作物產(chǎn)量。
總之，微RNA雖小，但不可小覷，其發(fā)現(xiàn)對于人類的生命健康與生存發(fā)展，都具有深遠意義。
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