我们身体中的每个细胞都以相同的基因指令集或DNA开始。然而，只有部分基因在每个细胞中表达，从而产生执行细胞独特功能的蛋白质。2024年诺贝尔生理学或医学奖于周一授予美国科学家维克托·安布罗斯和盖瑞·鲁夫昆，以表彰他们发现的微小核糖核酸，这是一种执行重要调控过程的分子。
这项发现开创了基因调控的新领域，解释了DNA中许多基因指令中只有一部分如何在不同细胞中产生功能性蛋白质。该研究最初在微小的线虫秀丽隐杆线虫中进行，但此机制后来在人类和大多数其他动物的基因中也被发现。
安布罗斯在哈佛大学完成了他的部分工作，目前他是马萨诸塞大学陈医学院的自然科学教授。鲁夫昆在马萨诸塞州总医院和哈佛医学院同时进行了他的研究，他现在是那里的遗传学教授。
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2024年诺贝尔生理学或医学委员会副主席奥勒·卡姆佩在周一斯德哥尔摩举行的新闻发布会上描述这项研究时说：“微小核糖核酸的开创性发现引入了一种新的、意想不到的基因调控机制。”
在细胞中，基因被转录成信使核糖核酸（mRNA），然后翻译成蛋白质。蛋白质执行任何细胞内的许多重要功能，无论该细胞是在神经组织、肌肉还是免疫系统中，还是在任何其他地方。基因功能出现问题可能导致癌症、糖尿病和自身免疫性疾病等疾病。
早在1960年代，科学家们就发现称为转录因子的蛋白质可以与基因结合，并控制这些基因的哪些部分被转录成mRNA。这种机制被认为是基因调控的主要方式。但基因调控结果证明比那复杂得多。
在1980年代，安布罗斯和鲁夫昆在生物学家罗伯特·霍维茨的实验室中一起担任博士后研究员，霍维茨因描述秀丽隐杆线虫中细胞死亡的基因调控而分享了2002年诺贝尔生理学或医学奖。研究这些生物的科学家此前发现了两种“突变”基因形式的线虫，它们的发育方式不同。其中一个基因，称为lin-4，导致蠕虫变大，而另一个基因lin-14，导致蠕虫变小。安布罗斯表明，lin-4基因负调控lin-14基因，但尚不清楚它是如何做到的。
后来，在哈佛大学，安布罗斯致力于“克隆”或复制lin-4基因，但这产生了一个非常小的RNA分子，它太小而无法产生蛋白质。与此同时，当时在麻省总医院和哈佛大学的鲁夫昆正在研究lin-14。他发现lin-4并没有在mRNA水平上阻止lin-14的产生，而是在稍后的阶段阻碍了其翻译成蛋白质。鲁夫昆和安布罗斯决定比较他们的发现，发现lin-4的RNA序列的一部分与lin-14的mRNA末端区域相匹配，该区域不参与编码蛋白质。他们发现，lin-4 RNA与lin-14的mRNA的结合阻止了后者产生蛋白质。这代表了一种新发现的基因调控机制，它是由称为微小核糖核酸的小分子协调的。
起初，研究人员认为这种机制可能是秀丽隐杆线虫所独有的。但在2000年，鲁夫昆鉴定出第二种微小核糖核酸，称为let-7，它存在于人类和整个动物界。科学家现在知道，人类有1000多个不同的微小核糖核酸基因，并且大多数基因都受微小核糖核酸调控。
这些微小核糖核酸网络的破坏被认为在癌症的生长方式中发挥作用，这指向了潜在的治疗方法。
诺贝尔奖获得者的关键研究发表在三项研究中，包括两篇 论文，于1993年发表在Cell杂志上，以及一篇于2000年发表在Nature杂志上的论文。
安布罗斯在周一上午在马萨诸塞大学陈医学院举行的新闻发布会上说，“听到获奖的消息，我感到震惊、惊讶和高兴”。他说，微小核糖核酸发现的意义在于，它使科学家们意识到“基因和我们的细胞相互对话的非常复杂和细致的调控层面”。他强调了像不起眼的秀丽隐杆线虫这样的实验室生物的重要性，他说这些生物是“生命科学新知识的绝对驱动力”。
安布罗斯还指出，他和他的妻子罗莎琳德·“坎迪”·李分别是来自波兰和中国的移民的孩子，罗莎琳德与他合作并共同撰写了其中一项关键研究。“我站在这里……是因为在我们之前的人们的遗产，”安布罗斯说。
鲁夫昆在周一在麻省总医院举行的新闻发布会上说，“今天早上过得很愉快”，并补充说，“科学证明在许多不同方面都很棒。”他感谢他早期合作过的实验室同事，他说这些人可能在40年里达到了100人。
鲁夫昆补充说，他走了一条有趣的科学道路：“我对任何考虑我的职业发展方向的人来说都是一个令人失望的人，因为我住在我的面包车里，在太平洋西北地区植树，并乘坐三等巴士前往火地岛一年。但后来在玻利维亚的科恰班巴，我对旅行感到厌烦，我去了玻利维亚美国友谊组织或其他什么组织——那可能是中央情报局的前线——他们有大众科学杂志。我花了一天时间阅读大众科学，那真是美好的一天。我说，你知道吗，也许我会去读研究生院。那是76年——那是重组DNA真正开始起飞的时刻。很明显，那是一场革命。”
穆伦伯格学院生物学教授兼系主任布鲁斯·怀特曼说，微小核糖核酸发现的基础在十多年前的1980年代早期就奠定了。怀特曼是鲁夫昆在哈佛大学实验室的研究生，也是该发现的基础研究之一的合著者。当他和他的同事在1993年描述该研究的发现时，它们的意义并没有立即显现出来。“有些人真的认为这非常有趣，并且对此感到非常兴奋，”他说。“但也有很多人认为这只是一些奇怪的蠕虫的事情，不会导致更广泛的结果。”后来，人们清楚地认识到，微小核糖核酸通过进化在动物王国的大多数物种中得到保守，并且人类中的一些微小核糖核酸在癌症和其他疾病中起着至关重要的作用。
卡姆佩在新闻发布会上说，安布罗斯和鲁夫昆“正在研究两条看起来有点奇怪的蠕虫，并决定了解原因，然后他们发现了一种全新的基因调控机制”。“我认为这很美妙。”