▲美国科学家维克托·安布罗斯和加里·鲁夫坎。图/诺贝尔奖委员会官网
一年一度、备受瞩目的诺贝尔奖，照例率先公布了生理学或医学奖获奖名单。
据新华社报道，瑞典卡罗琳医学院10月7日宣布，美国科学家维克托·安布罗斯和加里·鲁夫坎因发现微小核糖核酸（简称微RNA）及其在转录后基因调控中的作用而获得2024年诺贝尔生理学或医学奖。
这项新发现，对于攻克哪些疾病具有启发，对人类生活又有何作用？
一种全新的基因调控原理
微RNA或许让人们感到陌生，但它是生命活动中的重要分子。生命体，如人体有不同的细胞和组织，如肌肉、心脏、大脑，需要由不同的细胞中的染色体（DNA）中的信息来发出指令，编码产生蛋白质。
产生不同组织和蛋白质的根源在于基因调控，它允许每个细胞只选择相关的指令，从而确保每种细胞类型中只有正确的基因组是活跃的。
过去认为，RNA有两类，一种参与编码蛋白质，即指导合成蛋白质的信使RNA，另一种是不能编码蛋白质的RNA，称为非编码RNA，微RNA是非编码RNA中的一种。它的长度很短，仅有21-23个核苷酸，故称为微RNA（miRNA）。
安布罗斯和鲁夫坎发现，微RNA是一类在基因调控中起关键作用的新型微小分子，并且也间接或直接参与了基因编码。微RNA与一种或多种信使RNA（mRNA）分子部分互补，从而下调基因表达，包括翻译抑制。
因此，他们开创性地揭示了一种全新的基因调控原理，后者对包括人类在内的多细胞生物至关重要。
在20世纪80年代，安布罗斯和鲁夫坎在秀丽隐杆线虫中研究了两种突变的基因lin-4和lin-14。在此之前，安布罗斯已经证明lin-4基因似乎是lin-14基因的负调节因子。然而，lin-14活性是如何被阻断的尚不清楚。
之后，安布罗斯和鲁夫坎又进行了进一步的实验，表明lin-4微RNA通过与mRNA中的互补序列结合来关闭lin-14微RNA，从而阻断lin-14蛋白的产生。这是一种新的以前未被发现的基因调控原理，由一种以前未知的RNA类型，即微RNA介导。1993年，这些结果发表在《细胞》杂志的两篇文章中。
然而，如同所有新发现和新生事物出现一样，最初科学界对此保持了沉默，因为这与传统的从DNA到RNA再到蛋白质的路径和原则并不一样，而且一些研究人员认为，这只不过是秀丽隐杆线虫的一个基因调控特点，可能与人类和其他更复杂的动物无关。
但在2000年，鲁夫坎团队又发现了由let-7基因编码的另一种微RNA，之后其他研究人员也发现了多种微RNA，而且单个微RNA可以调节许多不同基因的表达，相反，单个基因可以被多个微RNA调节，从而协调和微调整个基因网络。这些发现逐渐改变了人们的看法。现在已知人类基因组编码，有超过1000个微RNA在起作用。
不只利于预防和治疗癌症
发现微RNA有什么用？
概括地讲，微RNA对生物体的发育和功能具有本质上的重要性，可以解释很多疾病原理，因而可以用以治疗疾病，研发疫苗和药物，还可用以调控作物生长，增加作物产量。
首先，微RNA基因调控已经存在于自然界数亿年。这种机制使越来越复杂的生物体能够更精致地演化，如促进人的演化，因为没有微RNA，细胞和组织就无法正常发育，人的肌肉或神经细胞从胚胎期就不能正常发育。
其次，通过微RNA调控可以找到治疗疾病的线索和途径。let-7是目前研究最为广泛的微RNA之一，研究人员发现，这一微基因在多种肿瘤中表达下调。而且，let-7能够靶向高迁移率蛋白A2（HMGA2）从而抑制细胞增殖，发挥抑癌基因的作用，有利于预防和治疗癌症。
同时，研究发现分化程度越低的细胞，let-7表达水平越低，因而有望作为低分化肿瘤的标志物，也成为诊断和治疗癌症的标志。更新的研究发现，let-7与食道癌放化疗敏感性密切相关，也提供了食道癌治疗的新方向和线索。
不只是癌症，许多疾病也与微RNA有关。编码微RNA的基因突变可导致先天性听力损失、眼睛和骨骼等器官的疾病。与微RNA相关的一种蛋白质发生突变会导致胸膜肺母细胞瘤家族性肿瘤易感综合征（DICER1），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。
同样，微RNA也与植物生长有关，由于其有抑制病毒的作用，可以用来保护植物免受病毒感染，以增加作物产量。
总之，微RNA虽小，但不可小觑，其发现对于人类的生命健康与生存发展，都具有深远意义。
撰稿/张田勘（科普作者）
责任编辑：刘德宾
