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諾貝爾生理醫學獎公布,改變世界從一條小線蟲開始

諾貝爾生理醫學獎公布,改變世界從一條小線蟲開始
諾貝爾生理醫學獎公布,改變世界從一條小線蟲開始

當地時間10月7日,2024年諾貝爾生理醫學獎公布,美國科學家安布羅斯(Victor Ambros)和魯夫坎(Gary Ruvkun)因在微小RNA(microRNA)方面的研究成果而獲獎。“微小RNA對于我們了解胚胎發育、正常細胞生理學和癌症等疾病非常重要,”2024年諾貝爾生理醫學獎委員會副主席坎普(Olle Kämpe)在斯德哥爾摩舉行的新聞釋出會上說道,“這兩位研究人員觀察了一些有趣的線蟲,然後決定花上幾年的時間,試圖找出這些突變體為何看起來如此不同。他們所發現的,完全出乎意料,這是一個新的基因調控生理系統。”兩位獲獎者将平分約1100萬瑞典克朗(約合745.8萬人民币)的獎金。

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發現微小RNA

在細胞核内,遺傳資訊以雙鍊分子DNA的形式儲存。為了制造蛋白質,DNA的一部分被複制,産生一種叫信使RNA(mRNA)的單鍊分子。這種mRNA起着“中間人”的作用,将蛋白質的指令傳遞給細胞中的蛋白質制造機器。現在的問題是:到底是什麼決定了隻有正确的基因才能轉錄成mRNA,然後在正确的時間翻譯成正确的組織特異性蛋白質?多年來,科學家們一直認為他們已經從被稱為轉錄因子的蛋白質中找到了答案。這些因子與DNA結合,激活或阻止mRNA的生産。而安布羅斯和魯夫坎的研究告訴我們,這并不是故事的全部。科學家們在基礎研究中經常研究秀麗隐杆線蟲(C. Elegans),因為它隻有不到1000個細胞,你可以透過蟲體的透明體觀察到每個細胞的發育過程。安布羅斯和魯夫坎試圖從基因層面了解為什麼一些線蟲會發生特定的發育突變。

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安布羅斯和魯夫坎曾同時在麻省理工學院從事博士後研究。安布羅斯表示,他們在研究秀麗隐杆線蟲時,起初感到了一絲友好競争的意味。他經常想:“我最好能看到加裡可能看到的一切,這樣我就不會顯得很蠢了。”他說,研究領域有一種“要麼發表,要麼毀滅”的文化,這會鼓勵科學家藏好自己的研究成果,争取第一個在學術期刊上發表自己的發現。但是,當他和魯夫坎發現他們的研究碰撞在一起時,競争意識就消失了。安布羅斯還記得他給魯夫坎打的那通電話,當時他們發現安布羅斯實驗室發現的微小RNA附着在魯夫坎實驗室研究的更大的RNA上,就像兩塊完美的拼圖組合在一起。“你看到了嗎?”安布羅斯記得自己對着座機喊道,“你看到了嗎?”生物體内的RNA分為兩種:一種是參與編碼蛋白質的RNA,即能指導合成蛋白質的信使RNA;另一種是不能編碼蛋白質的RNA,即非編碼RNA。微小RNA是一種非編碼RNA,比其對應的RNA要小得多。一般的RNA可能有數百或數千個核苷酸,而微小RNA可能隻有二十幾個。兩位諾貝爾獎獲得者最終證明,微小RNA是蛋白質生産過程的“控制者”,它告訴較大的RNA何時減慢或停止。

好奇心驅使的研究

諾貝爾獎委員會表示,基因調控決定着細胞類型之間的差異,如果偏離了軌道,就會導緻癌症、糖尿病或自身免疫等疾病。研究人員現在知道,人類基因組為1000多種微小RNA提供了指令。“這開啟了對疾病發生過程的全新認識,意味着我們有了逆轉疾病的新可能,”美國國立綜合醫學科學研究所所長、美國國立衛生研究院院長洛施(Jon Lorsch)表示。據了解,基于微小RNA的治療方法已經進入心髒病、癌症和神經退行性疾病的臨床試驗階段。曾撰文介紹微小RNA發現曆史的生物學家賽杜(Geraldine Seydoux)表示,該領域對這一獎項尤為興奮,因為它授予了兩位科學家,盡管他們就職于不同的大學,但卻研究同一個問題,這在通常情況下可能會滋生競争。“這是一次頌揚好奇心驅動科學的諾貝爾獎,”賽杜說道,“也是兩位科學家之間的友誼與合作,他們隻是渴望弄清楚一個難題。”

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2009年諾貝爾化學獎得主拉馬克裡希南(Venki Ramakrishnan)對獲獎的消息表示歡迎,但他補充說:“令人遺憾的是鮑爾科姆(David Baulcombe)沒有獲獎,他的實驗室在植物中發現了類似現象,并與安布羅斯和魯夫坎共同獲得了2008年拉斯克獎。”安布羅斯和魯夫坎的主要研究成果發表在三篇研究報告中,其中兩篇發表在1993年的《細胞》雜志上,一篇發表在2000年的《自然》雜志上。兩人曾同時在霍維茨(Robert Horvitz)的實驗室進行博士後研究,霍維茨本人在2002年獲得了諾貝爾生理醫學獎。

公共研究經費的重要性

安布羅斯在哈佛大學完成了他的部分研究工作,他目前是馬薩諸塞大學醫學院自然科學教授。魯夫坎同時在麻省總醫院和哈佛大學醫學院進行研究,現在是哈佛大學醫學院遺傳學教授。7日上午,安布羅斯在馬薩諸塞大學醫學院舉行的新聞釋出會上說,獲獎的消息讓“我又驚又喜”。他說,發現微小RNA的意義在于,它讓科學家們意識到“基因和我們的細胞之間互相對話的調控是非常複雜和微妙的”。他強調了實驗室生物的重要性,比如秀麗隐杆線蟲,它們“絕對是生命科學新知識的驅動力”。

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安布羅斯還指出,他和妻子李(Rosalind “Candy” Lee)分别是來自波蘭和中國移民的子女。他說:“我站在這裡……是因為我們的前輩留下了寶貴的遺産。”李不僅是安布羅斯的配偶,同時還是他長期的合作者,安布羅斯1993年發表在《細胞》上的論文的第一作者就是李。在麻省總醫院舉行的新聞釋出會上,魯夫坎表示:“這是一個美好的早晨,”并補充說,“科學在許多不同次元上都取得了卓越的成果”。他感謝了他早期合作的實驗室同僚,據他說,去過40年間他總共和大約100人共事過。

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安布羅斯表示,他希望他們的獲獎也能凸顯公共研究經費的重要性。據美國國立衛生研究院(NIH)的一位發言人稱,兩位獲獎者整個職業生涯從NIH總共獲得了超過6200萬美元的資助。“它支援了我的整個職業生涯,”安布羅斯說道,“美國的納稅人應該為此感到自豪。”新聞來源:紐約時報、衛報、Scientific American,部分圖檔來源于網絡iWeekly周末畫報獨家稿件,未經許可,請勿轉載

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