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2024年诺贝尔生理学或医学奖花落“基因调控”

来源：花匠小妙招时间：2025-06-19 15:56

昨天，两位科学家因揭晓了基因调控的秘密，斩获了今年的诺贝尔生理学或医学奖。

10月7日，瑞典卡罗琳医学院宣布，2024年诺贝尔生理学或医学奖授予Victor Ambros教授和Gary Ruvkun教授，以表彰二人发现微RNA（microRNA）及其在转录后基因调控中的作用，这一发现揭示了基因调控的新维度。

资料显示，Victor Ambros目前是马萨诸塞大学医学院的Silverman自然科学教授，其于1979年从麻省理工学院获得博士学位，曾在哈佛大学担任研究员，并在达特茅斯医学院担任教授。

Gary Ruvkun现任哈佛医学院的遗传学教授，早在2002年就与另两名学者共同斩获了诺贝尔奖。他于1982年从哈佛大学获得博士学位，曾在麻省理工学院担任博士后研究员，并在马萨诸塞州总医院和哈佛医学院担任研究员。

对于两名科学家的发现成就，诺贝尔奖新闻稿中写道：

微RNA，是一类新型微小RNA分子，在基因调控中遗传信息通过转录过程从DNA流向信使RNA (mRNA)，然后来指导细胞产生蛋白质。

人类染色体中存储的信息可以比作身体中所有细胞的使用手册。每个细胞都包含相同的染色体，但不同类型的细胞，如肌肉细胞和神经细胞却具有不同的特征。这些差异是如何产生的？答案就在于基因调控，它允许每个细胞只选择相关的指令，其中，微RNA起着至关重要的作用。

基因调控的新纪元

20世纪60年代，人们发现了一种称为转录因子的特殊蛋白质，可以与DNA中的特定区域结合，并通过确定产生哪些mRNA来控制遗传信息的流动。从那时起，人们就已经鉴定出数千种转录因子。长期以来，人们认为基因调控的主要原理已经得到解决。

直到1993年，今年的诺贝尔奖获得者发表了意想不到的发现，描述了一种新的基因调控水平，被证明具有非常重要的意义，并且在整个进化过程中都得到了保留。

时间快进到20世纪80年代末。当时，Victor Ambros和Gary Ruvkun在Robert Horvitz实验室任博士后研究员。他们都对控制不同遗传程序激活时间的基因很感兴趣，而这些基因可确保各种细胞类型在正确的时间发育。

他们研究了一种相对不起眼的1毫米长的线虫。尽管体型很小，却拥有许多特殊细胞类型，如神经细胞和肌肉细胞，这些细胞也存在于更大、更复杂的动物中，这也使它成为研究多细胞生物组织如何发育和成熟的有用模型。

Ambros和Ruvkun研究了两种线虫，分别因lin-4和lin-14基因位点的改变而发育缺陷。其中，Ambros的实验室克隆了lin-4基因，并意外发现该基因并不编码蛋白质。相反，它编码了一个种微小的RNA，即microRNA。

另一边，Ruvkun则克隆了lin-14基因，与当时已知的基因调控功能不同，他发现lin-4抑制的不是lin-14产生的mRNA。这种调控似乎发生在基因表达过程的后期，是通过抑制其翻译成蛋白质来实现调控。

后来，两位科学家比较了他们的发现，从而取得了突破性的结果：lin-4 microRNA序列与lin-14 mRNA中的互补序列相匹配。于是他们进行了进一步实验，结果表明：

自此，一种由以前未知的RNA类型microRNA介导的基因调控新原理被发现了！该结果于1993年发表在《细胞》杂志上的两篇文章中。

对所有复杂的生命形式都至关重要

到了2000年，Ruvkun的研究小组发表了他们发现的另一种microRNA，该microRNA由let-7基因编码。与lin-4不同，let-7基因高度保守，并且存在于整个动物界。

在接下来的几年里，人们陆续发现了数百种不同的microRNA。到了今天，人们可以知道人类有超过一千种不同的microRNA基因，且microRNA的基因调控在多细胞生物中是普遍存在的。

迄今，Ambros和Ruvkun首次揭示的microRNA基因调控已经起作用了数亿年，对人类发育至关重要。如果没有microRNA，细胞和组织就无法正常发育，而microRNA的异常调控则可能导致癌症，如今已在人类中发现了编码microRNA的基因突变，可导致先天性听力丧失、眼部和骨骼疾病等疾病。

此外，microRNA产生所需的一种蛋白质发生突变还会导致DICER1综合征，这是一种罕见但严重的综合征，与各种器官和组织的癌症有关。

事实证明，microRNA对生物体的发育和功能极其重要，Ambros和Ruvkun在小线虫中取得的开创性发现是无比震撼的，为人们理解基因如何在细胞内被精确调控提供了新的视角。

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