获奖,以表彰他们在发现微小核糖核酸(microRNA)及其在基因调控中的作用方面做出的开创性贡献。这项突破性发现揭示了生命调控的一个全新维度,对我们理解生命过程具有深远影响。

  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基因似乎可以让lin-14基因表达水平下降,减少其基因产物(RNA或蛋白质)数量。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基因产生的一个超短的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。

  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。

  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。

  安布罗斯和鲁夫坎在秀丽隐杆线虫上的开创性发现,让他们获颁2024年诺贝尔生理学或医学奖,为我们揭示了生命的一个新维度。就像我们发现了调控基因的一个隐藏开关,让我们对生命的复杂性有了新的认识。

  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。

  未来,科学家们将继续探索microRNA的作用机制,寻找更多与疾病相关的microRNA。同时,如何将实验室的发现转化为临床应用,也是一个重要的研究方向。我们可以期待,基于microRNA的新型诊断工具和治疗方法将不断涌现,为人类社会的不断发展进步作出贡献。

  资料参考:科技日报、科普中国、中国新闻网、人民日报健康客户端、中科院物理所、瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔奖委员会官网