今年首个诺奖揭示基因调控全新原理

　　10月7日，在瑞典斯德哥尔摩举行的2024年诺贝尔生理学或医学奖公布现场，屏幕显示奖项得主美国科学家维克托·安布罗斯(左)和加里·鲁夫昆的照片。 　　新华社发

　　2024年诺贝尔奖各奖项公布日期(以下为北京时间)

　　生理学或医学奖：10月7日17：30

　　物理学奖：不早于10月8日17：45

　　化学奖：不早于10月9日17：45

　　文学奖：不早于10月10日19：00

　　和平奖：不早于10月11日17：00

　　经济学奖：不早于10月14日17：45

　　北京时间10月7日下午，瑞典卡罗琳医学院宣布，将2024年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家维克托·安布罗斯(VictorAmbros)和加里·鲁夫昆(GaryRuvkun)，以此表彰他们发现了小分子核糖核酸领域（microRNA）及其在转录后基因调控中的作用。他们将共享1100万瑞典克朗奖金（约合745万元人民币）。

　　生理学或医学奖是2024年诺贝尔奖公布的第一个奖项，这一荣誉不仅是对科学家卓越贡献的认可，更是人类智慧与探索精神的体现。伴随此奖公布，一年一度的“诺奖周”也正式开启。　　

　　microRNA的开创性发现　　

　　诺贝尔奖委员会表示，microRNA是一类在基因调控中起关键作用的新型microRNA分子。上述两位的开创性发现揭示了一种全新的基因调控原理，该原理对包括人类在内的多细胞生物至关重要。现在已知人类基因组编码超过1000个microRNA。他们令人惊讶的发现揭示了基因调控的一个全新维度。事实证明，microRNA对生物体的发育和功能具有根本性的重要性。

　　资料显示，维克托·安布罗斯于1953年出生于美国新罕布什尔州汉诺威。他于1979年在马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院（MIT）获得博士学位，并于1979-1985年在那里进行博士后研究。他于1985年成为哈佛大学的首席研究员。1992年至2007年，他担任达特茅斯医学院的教授，现在是马萨诸塞州伍斯特市马萨诸塞大学医学院的自然科学西尔弗曼教授。

　　加里·鲁夫昆于1952年出生于美国加利福尼亚州伯克利。他于1982年获得哈佛大学博士学位。1982-1985年，他是马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院（MIT）的博士后研究员。他于1985年成为麻省总医院和哈佛医学院的首席研究员，现在是该学院的遗传学教授。　　

　　该奖项已颁给227位获得者　

　　1895年11月27日，瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔（AlfredNobel）签署了他的遗嘱，将他大部分财产捐给了物理学、化学、生理学或医学、文学与和平方面的一系列奖项——诺贝尔奖，1901年首次颁发。

　　生理学或医学奖作为最早设立的奖项之一，1901年至2024年间，诺贝尔生理学或医学奖已颁发给227位诺贝尔奖获得者115次。

　　诺贝尔生理学或医学奖的历史，是一部生动的科学发展史。它见证了青霉素的发现、DNA双螺旋结构的揭示、免疫系统机制的研究等一系列里程碑事件，这些发现不仅改变了人们对人体的理解，也为疾病的预防、诊断和治疗提供了新思路。

　　聚 焦

　　从线虫到人类的惊人发现 microRNA曾被冷落7年 如果基因调节出错或导致癌症等严重疾病

　　诺贝尔官网对两位获奖者的研究成果进行介绍如下。

　　microRNA的基因调控最早由Ambros和Ruvkun揭示。这一机制使得日益复杂的生物体得以进化，遗传研究表明，没有microRNA，细胞和组织的正常发育是不可实现的。microRNA的异常调控可能导致癌症，且在人体中发现了编码microRNA的基因突变，这些突变引起了先天性听力损失、眼部和骨骼疾病等状况。生产microRNA所需的一种蛋白质突变会导致DICER1综合征，这是一种罕见但严重的综合征，与多种器官和组织的癌症相关。

　　Ambros和Ruvkun在秀丽隐杆线虫（C·elegans）中的开创性发现是出乎意料的，揭示了基因调控的一个新维度，对所有复杂生命形式至关重要。　　

　　基因表达的新调控者　　

　　要理解这项发现的重要性，我们需要先了解基因表达的基本过程。

　　在生物学中，DNA中的遗传信息通过一系列步骤最终产生蛋白质，这些蛋白质是执行生命功能的主要分子。而Ambros和Ruvkun的发现为这个过程增添了一个新的调控层面。

　　每个细胞都含有相同的染色体组，因此拥有完全相同的基因集合。细胞类型特异性功能的产生是由于在每种细胞类型中只有特定的一部分基因被激活。

　　他们发现的microRNA是一类很短的RNA分子，通常只有20-24个核苷酸长。这些微小分子不产生蛋白质，而是通过影响其他RNA分子来调节基因的活动。

　　我们可以把microRNA比作一个精密的“音量调节器”。就像我们可以通过调节音响的音量旋钮来控制声音的大小，microRNA能够精确地调节基因表达的强度和时间。　　

　　理解生命如何精确调控自己　　

　　如今，这一重大发现源于Ambros和Ruvkun对一种非常简单的动物——线虫的研究。上世纪80年代，Ambros和Ruvkun在研究线虫生长相关的生理学机制时，偶然发现了一个奇怪的“指挥官”。这个“指挥官”就是lin-4基因。

　　通常，基因的工作是指导细胞制造蛋白质，就像工厂里的设计图纸。但是，lin-4这个“指挥官”不一样，它不制造蛋白质，而是产生了一种很短的RNA分子。更有趣的是，这个短小的RNA分子似乎能够影响另一个基因lin-14的工作。

　　这就好比在一个大工厂里，发现了一个小小的开关，居然能控制整个生产线的运转！

　　1993年，Ambros和Ruvkun分别发表论文，解释了这个神奇的控制过程。他们发现lin-4RNA就像一把钥匙，能够与lin-14基因产生的信使RNA（也就是mRNA，注意其缩写容易与microRNA混淆）的某些部分完美匹配。当这把“钥匙”插入“锁孔”后，就会阻止lin-14产生蛋白质。

　　科学家们在研究lin-4和lin-14这两个基因时，发现了一件非常有趣的事情。lin-4基因产生的一小段microRNA，就像一个微型密码，而这个密码恰好能部分匹配lin-14基因末端的一些重复片段。这就像是发现了两个基因之间的秘密通信方式！

　　microRNA的发现就像是揭示了生命中的一个隐藏开关，为我们理解生命如何精确调控自己开启了一扇新的大门。

　　然而，这个发现一开始并没有引起太多关注。

　　直到2000年，Ruvkun的实验室发现了名为let-7的第二个microRNA。让科学家们兴奋的是，let-7不仅存在于线虫中，还在人类和其他动物中被发现。　　

　　在动物进化中的重要性　　

　　这意味着，microRNA调控机制在动物进化中具有普遍性和重要性。

　　随着研究的深入，科学家们发现microRNA参与调控生物体发育和生理过程的方方面面。

　　科学家们已发现，microRNA的异常与多种疾病有关，包括癌症、心脏病和神经系统疾病等。这为疾病的诊断和治疗提供了新的思路。

　　在诊断方面，某些microRNA可以作为疾病的生物标志物。例如，通过检测血液中某些microRNA的水平，医生可能在未来更早地发现某些癌症。这种无创的检测方法有望革新疾病的早期诊断。

　　在治疗方面，科学家们正在探索通过调节特定microRNA的活性来治疗疾病。例如，在某些癌症中，一些microRNA的表达异常升高，而另一些则异常降低。通过恢复这些microRNA的正常水平，可能达到抑制肿瘤生长的效果。

　　microRNA还在再生医学领域展现出潜力。研究表明，通过操控某些microRNA，可以影响干细胞的分化方向，这为组织修复和器官再生提供了新的可能性。　

　　可能为其他领域带来启发　　

　　microRNA的发现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，这个发现让我们对生命的复杂性有了新的认识。

　　但是，我们对microRNA的了解还远远不够。

　　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。

　　此外，microRNA研究也可能为其他领域带来启发。例如，在农业中，通过调控植物的microRNA，可能培育出抗病虫害或适应气候变化的新品种。在环境保护方面，microRNA可能成为监测生态系统健康状况的新工具。

　　2024年诺贝尔生理学或医学奖的颁发，不仅是对Ambros和Ruvkun个人成就的肯定，更是对整个microRNA研究领域的认可。随着研究的深入，microRNA领域必将继续为生命科学和医学带来更多惊喜和突破。

　　今天看似无关紧要的发现，可能成为未来改变世界的突破口。这就是科学的魅力所在，也是激励我们不断探索的动力。

　　整合：李斌 综合新华社、央视新闻、新民晚报、中新网、“科普中国”“丁香园”微信公众号