今年首個諾獎揭示基因調控全新原理
10月7日，在瑞典斯德哥爾摩舉行的2024年諾貝爾生理學或醫學獎公佈現場，屏幕顯示獎項得主美國科學家維克托·安布羅斯(左)和加里·魯夫昆的照片。 新華社發
2024年諾貝爾獎各獎項公佈日期(以下爲北京時間)
生理學或醫學獎：10月7日17：30
物理學獎：不早於10月8日17：45
化學獎：不早於10月9日17：45
文學獎：不早於10月10日19：00
和平獎：不早於10月11日17：00
經濟學獎：不早於10月14日17：45
北京時間10月7日下午，瑞典卡羅琳醫學院宣佈，將2024年諾貝爾生理學或醫學獎授予科學家維克托·安布羅斯(VictorAmbros)和加里·魯夫昆(GaryRuvkun)，以此表彰他們發現了小分子核糖核酸領域（microRNA）及其在轉錄後基因調控中的作用。他們將共享1100萬瑞典克朗獎金（約合745萬元人民幣）。
生理學或醫學獎是2024年諾貝爾獎公佈的第一個獎項，這一榮譽不僅是對科學家卓越貢獻的認可，更是人類智慧與探索精神的體現。伴隨此獎公佈，一年一度的“諾獎周”也正式開啓。
microRNA的開創性發現
諾貝爾獎委員會表示，microRNA是一類在基因調控中起關鍵作用的新型microRNA分子。上述兩位的開創性發現揭示了一種全新的基因調控原理，該原理對包括人類在內的多細胞生物至關重要。現在已知人類基因組編碼超過1000個microRNA。他們令人驚訝的發現揭示了基因調控的一個全新維度。事實證明，microRNA對生物體的發育和功能具有根本性的重要性。
資料顯示，維克托·安布羅斯於1953年出生於美國新罕布什爾州漢諾威。他於1979年在馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學院（MIT）獲得博士學位，並於1979-1985年在那裡進行博士後研究。他於1985年成爲哈佛大學的首席研究員。1992年至2007年，他擔任達特茅斯醫學院的教授，現在是馬薩諸塞州伍斯特市馬薩諸塞大學醫學院的自然科學西爾弗曼教授。
加里·魯夫昆於1952年出生於美國加利福尼亞州伯克利。他於1982年獲得哈佛大學博士學位。1982-1985年，他是馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學院（MIT）的博士後研究員。他於1985年成爲麻省總醫院和哈佛醫學院的首席研究員，現在是該學院的遺傳學教授。
該獎項已頒給227位獲得者
1895年11月27日，瑞典化學家阿爾弗雷德·諾貝爾（AlfredNobel）簽署了他的遺囑，將他大部分財產捐給了物理學、化學、生理學或醫學、文學與和平方面的一系列獎項——諾貝爾獎，1901年首次頒發。
生理學或醫學獎作爲最早設立的獎項之一，1901年至2024年間，諾貝爾生理學或醫學獎已頒發給227位諾貝爾獎獲得者115次。
諾貝爾生理學或醫學獎的歷史，是一部生動的科學發展史。它見證了青黴素的發現、DNA雙螺旋結構的揭示、免疫系統機制的研究等一系列里程碑事件，這些發現不僅改變了人們對人體的理解，也爲疾病的預防、診斷和治療提供了新思路。
聚 焦
從線蟲到人類的驚人發現 microRNA曾被冷落7年 如果基因調節出錯或導致癌症等嚴重疾病
諾貝爾官網對兩位獲獎者的研究成果進行介紹如下。
microRNA的基因調控最早由Ambros和Ruvkun揭示。這一機制使得日益複雜的生物體得以進化，遺傳研究表明，沒有microRNA，細胞和組織的正常發育是不可實現的。microRNA的異常調控可能導致癌症，且在人體中發現了編碼microRNA的基因突變，這些突變引起了先天性聽力損失、眼部和骨骼疾病等狀況。生產microRNA所需的一種蛋白質突變會導致DICER1綜合徵，這是一種罕見但嚴重的綜合徵，與多種器官和組織的癌症相關。
Ambros和Ruvkun在秀麗隱杆線蟲（C·elegans）中的開創性發現是出乎意料的，揭示了基因調控的一個新維度，對所有複雜生命形式至關重要。
基因表達的新調控者
要理解這項發現的重要性，我們需要先了解基因表達的基本過程。
在生物學中，DNA中的遺傳信息通過一系列步驟最終產生蛋白質，這些蛋白質是執行生命功能的主要分子。而Ambros和Ruvkun的發現爲這個過程增添了一個新的調控層面。
每個細胞都含有相同的染色體組，因此擁有完全相同的基因集合。細胞類型特異性功能的產生是由於在每種細胞類型中只有特定的一部分基因被激活。
他們發現的microRNA是一類很短的RNA分子，通常只有20-24個核苷酸長。這些微小分子不產生蛋白質，而是通過影響其他RNA分子來調節基因的活動。
我們可以把microRNA比作一個精密的“音量調節器”。就像我們可以通過調節音響的音量旋鈕來控制聲音的大小，microRNA能夠精確地調節基因表達的強度和時間。
理解生命如何精確調控自己
如今，這一重大發現源於Ambros和Ruvkun對一種非常簡單的動物——線蟲的研究。上世紀80年代，Ambros和Ruvkun在研究線蟲生長相關的生理學機制時，偶然發現了一個奇怪的“指揮官”。這個“指揮官”就是lin-4基因。
通常，基因的工作是指導細胞製造蛋白質，就像工廠裡的設計圖紙。但是，lin-4這個“指揮官”不一樣，它不製造蛋白質，而是產生了一種很短的RNA分子。更有趣的是，這個短小的RNA分子似乎能夠影響另一個基因lin-14的工作。
這就好比在一個大工廠裡，發現了一個小小的開關，居然能控制整個生產線的運轉！
1993年，Ambros和Ruvkun分別發表論文，解釋了這個神奇的控制過程。他們發現lin-4RNA就像一把鑰匙，能夠與lin-14基因產生的信使RNA（也就是mRNA，注意其縮寫容易與microRNA混淆）的某些部分完美匹配。當這把“鑰匙”插入“鎖孔”後，就會阻止lin-14產生蛋白質。
科學家們在研究lin-4和lin-14這兩個基因時，發現了一件非常有趣的事情。lin-4基因產生的一小段microRNA，就像一個微型密碼，而這個密碼恰好能部分匹配lin-14基因末端的一些重複片段。這就像是發現了兩個基因之間的秘密通信方式！
microRNA的發現就像是揭示了生命中的一個隱藏開關，爲我們理解生命如何精確調控自己開啓了一扇新的大門。
然而，這個發現一開始並沒有引起太多關注。
直到2000年，Ruvkun的實驗室發現了名爲let-7的第二個microRNA。讓科學家們興奮的是，let-7不僅存在於線蟲中，還在人類和其他動物中被發現。
在動物進化中的重要性
這意味着，microRNA調控機制在動物進化中具有普遍性和重要性。
隨着研究的深入，科學家們發現microRNA參與調控生物體發育和生理過程的方方面面。
科學家們已發現，microRNA的異常與多種疾病有關，包括癌症、心臟病和神經系統疾病等。這爲疾病的診斷和治療提供了新的思路。
在診斷方面，某些microRNA可以作爲疾病的生物標誌物。例如，通過檢測血液中某些microRNA的水平，醫生可能在未來更早地發現某些癌症。這種無創的檢測方法有望革新疾病的早期診斷。
在治療方面，科學家們正在探索通過調節特定microRNA的活性來治療疾病。例如，在某些癌症中，一些microRNA的表達異常升高，而另一些則異常降低。通過恢復這些microRNA的正常水平，可能達到抑制腫瘤生長的效果。
microRNA還在再生醫學領域展現出潛力。研究表明，通過操控某些microRNA，可以影響幹細胞的分化方向，這爲組織修復和器官再生提供了新的可能性。
可能爲其他領域帶來啓發
microRNA的發現爲我們揭示了生命的一個新維度。就像我們發現了調控基因的一個隱藏開關，這個發現讓我們對生命的複雜性有了新的認識。
但是，我們對microRNA的瞭解還遠遠不夠。
未來，科學家們將繼續探索microRNA的作用機制，尋找更多與疾病相關的microRNA。同時，如何將實驗室的發現轉化爲臨牀應用，也是一個重要的研究方向。我們可以期待，基於microRNA的新型診斷工具和治療方法將不斷涌現。
此外，microRNA研究也可能爲其他領域帶來啓發。例如，在農業中，通過調控植物的microRNA，可能培育出抗病蟲害或適應氣候變化的新品種。在環境保護方面，microRNA可能成爲監測生態系統健康狀況的新工具。
2024年諾貝爾生理學或醫學獎的頒發，不僅是對Ambros和Ruvkun個人成就的肯定，更是對整個microRNA研究領域的認可。隨着研究的深入，microRNA領域必將繼續爲生命科學和醫學帶來更多驚喜和突破。
今天看似無關緊要的發現，可能成爲未來改變世界的突破口。這就是科學的魅力所在，也是激勵我們不斷探索的動力。
整合：李斌 綜合新華社、央視新聞、新民晚報、中新網、“科普中國”“丁香園”微信公衆號