解锁生命密码 让人类重新认识基因调控｜2024年诺贝尔生理学或医学奖
解锁生命密码 让人类重新认识基因调控｜2024年诺贝尔生理学或医学奖
你是否想过，我们体内数以亿计的细胞为什么会表现出不同的功能？它们又是如何如此协调地工作，构建出复杂生命体的？10月7日，瑞典卡罗琳斯卡医学院宣布，将2024年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家维克托·安布罗斯和加里·鲁夫坎。他们关于微小核糖核酸（microRNA）及其在转录后基因调控中作用的发现，让人类重新认识了基因调控，并再次揭示生命的精妙。诺贝尔颁奖委员会称，他们的发现“在生物体的发展和功能中被证明有着根本性的重要意义”。
让细胞遵循正确的“说明书”
人类的染色体信息可以看作是身体所有细胞的“说明书”，尽管每个细胞包含相同的基因和指令集，但不同类型的细胞，比如肌肉细胞或神经细胞，特征却截然不同，这些差异源于基因调控。
长期以来，人类认为已经了解了基因调控的主要原理。直到1993年，维克托·安布罗斯和加里·鲁夫坎的研究揭示了一种新的基因调控机制。他们研究了一种长度仅为1毫米的蠕虫——秀丽隐杆线虫。尽管其体型微小，秀丽隐杆线虫却具有许多复杂生物体中也存在的特化细胞类型，比如神经细胞和肌肉细胞等，这些特征使得不起眼的秀丽隐杆线虫成为研究多细胞生物组织如何发育和成熟的有用模型。维克托·安布罗斯和加里·鲁夫坎研究了线虫的2个突变类型——lin-4和lin-14，它们在发育中表现出基因激活时间的异常。安布罗斯发现了第一个微小核糖核酸，而几乎同一时期，鲁夫坎发现了相关调控机制，并指出lin-4和lin-14的基因调控发生在蛋白质合成阶段，而不是信使核糖核酸生成阶段。
评奖委员会成员、卡罗琳斯卡医学院教授斯滕·林纳尔松表示：“基因能够在正确的细胞中被激活，其中一个机制是我们之前理解的转录因子，微小核糖核酸的发现展示了另一个新的调控机制，它可以抑制信使核糖核酸的功能，从而使细胞表现出不同的特性。”
如今，关于微小核糖核酸的研究成果可谓进入“井喷”阶段。目前已知人类有超过1000种不同的微小核糖核酸，它们的基因调控在多细胞生物中是普遍存在的。
永无止境 探索生命奥秘
诺贝尔生理学或医学奖的历史，可谓是人类医学事业发展的缩影。从青霉素的发现到DNA双螺旋结构的揭示，再到免疫系统机制的研究……这些里程碑式的发现不仅改变了人们对生命的认知，也为疾病的预防和诊疗提供了新的思路。
看似简单的机制，却对生物体的发育、功能和疾病的发生发展至关重要。例如，一些微小核糖核酸可以抑制肿瘤的生长，而另一些则可能促进肿瘤的转移。已有许多研究表明，微小核糖核酸与癌症等多种疾病有关，然而将其应用于癌症治疗还面临挑战。“将微小核糖核酸转化为药物仍然非常困难，因为每个微小核糖核酸调控多个基因。如果你试图纠正一种缺陷，可能会引发其他基因变化从而导致‘脱靶’。”林纳尔松说。
微小核糖核酸的发现对于我们普通人来说意味着什么呢？或许意味着我们对生命奥秘的理解又更进了一步；或许意味着我们拥有了更强大的工具来对抗疾病；又或许意味着我们对未来的医疗充满希望。而在我们体内，还有多少这样的“微调旋钮”等待着被发现？
安布罗斯曾表示：“科学实际上是由普通人（具有普通天赋和才能的人）完成的。”诺贝尔生理学或医学奖的揭晓再次向我们昭示，科学探索的力量是无穷无尽的，前人的研究成果将继续激发一代又一代科学家的灵感，推动医学与生命科学的不断发展。那么，下一个突破性的发现又会在哪里呢？这就留待我们共同去探索。