2024年诺贝尔生理学或医学奖：miRNA与基因调控的故事

　　

2024年诺贝尔生理学或医学奖“花落”美国马萨诸塞大学医学院Victor Ambros教授和麻省总医院及哈佛大学医学院Gary Ruvkun教授。他们的获奖理由是“发现了microRNA及其在转录后基因调控中的作用”（“for the discovery of microRNA and its role in post-transcriptional gene regulation.”）这些关于微小核糖核酸及其在转录后基因调控中作用的发现揭示了生命的精妙。

Victor Ambros出生于1953年，1979年获麻省理工学院博士学位。1979年至1985年在麻省理工学院从事博士后研究，并于1985年成为哈佛大学PI。1992年至2007年，他在达特茅斯医学院任教授，目前在马萨诸塞大学医学院任教授。

Gary Ruvkun出生于1952年，1982年在哈佛大学获得博士学位。1982年至1985年在麻省理工学院做博士后。他于1985年成为麻省总医院和哈佛医学院的PI，目前任遗传学教授。

上世纪80年代末，Victor Ambros和Gary Ruvkun都是2002年诺奖得主Robert Horvitz实验室的博士后，他们的研究对象是秀丽隐杆线虫中控制不同遗传程序激活时间的基因，这些基因确保线虫的各种细胞类型在正确的时间发育。他们研究了线虫的两种突变型，lin-4和lin-14，它们在发育过程中表现出基因程序激活时间上的缺陷。

Ambros先前已经证明lin-4基因似乎是lin-14基因的负调控因子。然而，lin-14活性如何被阻断尚不清楚。Ambros和Ruvkun对这些突变体及其潜在的关系很感兴趣，并着手解开这些谜团。博士后研究结束后，Victor Ambros在哈佛大学新成立的实验室里分析了lin-4突变体，发现lin-4基因产生了一个异常短的RNA分子，缺乏常规用于产生蛋白质的编码。这些令人惊讶的结果表明，这个来自lin-4的小RNA负责抑制lin-14。同时，Gary Ruvkun在麻省总医院和哈佛医学院新成立的实验室研究了lin-14基因的调控。与当时已知的基因调控不同，Ruvkun表明lin-4并没有抑制lin-14 mRNA的产生。这种调节似乎发生在基因表达过程的后期，通过抑制蛋白质生产进行。实验还发现lin-14 mRNA中有一个片段是lin-4抑制lin-14所必需的。

两位科学家比较了他们的发现，得出了一个突破性的发现，短的lin-4序列与lin-14 mRNA关键片段的互补序列相匹配。Ambros和Ruvkun进一步的实验表明，lin-4 microRNA通过结合lin-14 mRNA中的互补序列来抑制lin-14，从而阻断lin-14蛋白的产生。于是，一种新的、microRNA介导的基因调控机制终被发现。相关研究结果包括在发表于1993年的Cell 杂志上的两篇文章中。

评奖委员会成员、卡罗琳医学院教授斯滕·林纳尔松7日接受新华社记者采访时解释说，基因在正确的细胞中被激活，“其中一个机制是我们之前理解的转录因子，而微小核糖核酸的发现则展示了另一个新的调控机制，它可以抑制信使核糖核酸的功能，从而使细胞表现出不同的特性。”　　　

如今，关于微小核糖核酸的研究成果可谓进入“井喷”阶段。科学家们已发现，人类有超过1000种不同的微小核糖核酸，微小核糖核酸的基因调控在多细胞生物中是普遍存在的。

已有许多研究表明，微小核糖核酸与癌症等多种疾病有关，然而将其应用于癌症治疗还面临挑战。“将微小核糖核酸转化为药物仍然非常困难，因为每个微小核糖核酸调控多个基因。如果你试图纠正一种缺陷，可能会引发其他基因变化从而导致‘脱靶’。”

回顾近10年得主及其成就：

　　2023年

　　匈牙利-美国科学家考里科·卡塔林和美国医学家德鲁·韦斯曼因在核苷碱基修饰方面的发现，使针对新冠感染的有效信使核糖核酸(mRNA)疫苗的开发成为可能而获奖。

　　2022年

　　瑞典科学家斯万特·佩博因在已灭绝古人类基因组和人类进化研究方面所作出的贡献而获奖。

　　2021年

　　美国科学家大卫·朱利叶斯和阿登·帕塔普蒂安因在感受温度和触觉方面的发现获奖。

　　2020年

　　美国科学家哈维·阿尔特、查尔斯·赖斯以及英国科学家迈克尔·霍顿，因在发现丙型肝炎病毒方面所做出的贡献获奖。

　　2019年

　　美国科学家威廉·凯林、格雷格·塞门扎，以及英国科学家彼得·拉特克利夫获奖，以表彰他们在“发现细胞如何感知和适应氧气供应”方面所做出的贡献。

　　2018年

　　美国免疫学家詹姆斯·艾利森和日本免疫学家本庶佑，因发现抑制负免疫调节的癌症疗法，荣获诺贝尔生理学或医学奖。

　　2017年

　　美国科学家杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·扬因解释了许多动植物和人类是如何让生物节律适应随地球自转而来的昼夜变换的，获得诺贝尔生理学或医学奖。

　　2016年

　　日本分子细胞生物学家大隅良典因发现细胞自噬的机制，荣获2016年诺贝尔生理学或医学奖。

　　2015年

　　中国科学家屠呦呦因为“中药和中西药结合研究提出了青蒿素和双氢青蒿素的疗法”，获得诺贝尔生理或医学奖；同时，爱尔兰科学家威廉·坎贝尔和日本科学家大村智因“发现对一种由蛔虫寄生病引发的感染采取了新的疗法”同获该奖。

　　2014年

　　英国科学家约翰·奥基夫以及挪威两位科学家爱德华·莫索尔和梅·布莱特·莫索尔，因“发现构成大脑定位系统的细胞”，获得诺贝尔生理学或医学奖。