诺贝尔生理医学奖公布，改变世界从一条小线虫开始

iWeekly周末画报

2024-10-08 10:00发布于上海现代传播集团iWeekly周末画报账号

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划重点

012024年诺贝尔生理医学奖授予美国科学家安布罗斯和鲁夫坎，以表彰他们在微小RNA方面的研究成果。

02微小RNA在细胞核内，遗传信息以双链分子DNA的形式储存，负责制造蛋白质。

03安布罗斯和鲁夫坎的研究发现，微小RNA是蛋白质生产过程的“控制者”，告诉较大的RNA何时减慢或停止。

04由于此次发现，研究人员现在知道，人类基因组为1000多种微小RNA提供了指令。

05基于微小RNA的治疗方法已经进入心脏病、癌症和神经退行性疾病的临床试验阶段。

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当地时间10月7日，2024年诺贝尔生理医学奖公布，美国科学家安布罗斯（Victor Ambros）和鲁夫坎（Gary Ruvkun）因在微小RNA（microRNA）方面的研究成果而获奖。“微小RNA对于我们理解胚胎发育、正常细胞生理学和癌症等疾病非常重要，”2024年诺贝尔生理医学奖委员会副主席坎普（Olle Kämpe）在斯德哥尔摩举行的新闻发布会上说道，“这两位研究人员观察了一些有趣的线虫，然后决定花上几年的时间，试图找出这些突变体为何看起来如此不同。他们所发现的，完全出乎意料，这是一个新的基因调控生理系统。”两位获奖者将平分约1100万瑞典克朗（约合745.8万人民币）的奖金。

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发现微小RNA

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在细胞核内，遗传信息以双链分子DNA的形式储存。为了制造蛋白质，DNA的一部分被复制，产生一种叫信使RNA（mRNA）的单链分子。这种mRNA起着“中间人”的作用，将蛋白质的指令传递给细胞中的蛋白质制造机器。现在的问题是：到底是什么决定了只有正确的基因才能转录成mRNA，然后在正确的时间翻译成正确的组织特异性蛋白质？多年来，科学家们一直认为他们已经从被称为转录因子的蛋白质中找到了答案。这些因子与DNA结合，激活或阻止mRNA的生产。而安布罗斯和鲁夫坎的研究告诉我们，这并不是故事的全部。
科学家们在基础研究中经常研究秀丽隐杆线虫（C. Elegans），因为它只有不到1000个细胞，你可以透过虫体的透明体观察到每个细胞的发育过程。安布罗斯和鲁夫坎试图从基因层面了解为什么一些线虫会发生特定的发育突变。

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安布罗斯和鲁夫坎曾同时在麻省理工学院从事博士后研究。安布罗斯表示，他们在研究秀丽隐杆线虫时，起初感到了一丝友好竞争的意味。他经常想：“我最好能看到加里可能看到的一切，这样我就不会显得很蠢了。”他说，研究领域有一种“要么发表，要么毁灭”的文化，这会鼓励科学家藏好自己的研究成果，争取第一个在学术期刊上发表自己的发现。但是，当他和鲁夫坎发现他们的研究碰撞在一起时，竞争意识就消失了。安布罗斯还记得他给鲁夫坎打的那通电话，当时他们发现安布罗斯实验室发现的微小RNA附着在鲁夫坎实验室研究的更大的RNA上，就像两块完美的拼图组合在一起。“你看到了吗？”安布罗斯记得自己对着座机喊道，“你看到了吗？”
生物体内的RNA分为两种：一种是参与编码蛋白质的RNA，即能指导合成蛋白质的信使RNA；另一种是不能编码蛋白质的RNA，即非编码RNA。微小RNA是一种非编码RNA，比其对应的RNA要小得多。一般的RNA可能有数百或数千个核苷酸，而微小RNA可能只有二十几个。两位诺贝尔奖获得者最终证明，微小RNA是蛋白质生产过程的“控制者”，它告诉较大的RNA何时减慢或停止。

好奇心驱使的研究

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诺贝尔奖委员会表示，基因调控决定着细胞类型之间的差异，如果偏离了轨道，就会导致癌症、糖尿病或自身免疫等疾病。研究人员现在知道，人类基因组为1000多种微小RNA提供了指令。
“这开启了对疾病发生过程的全新认识，意味着我们有了逆转疾病的新可能，”美国国立综合医学科学研究所所长、美国国立卫生研究院院长洛施（Jon Lorsch）表示。据了解，基于微小RNA的治疗方法已经进入心脏病、癌症和神经退行性疾病的临床试验阶段。
曾撰文介绍微小RNA发现历史的生物学家赛杜（Geraldine Seydoux）表示，该领域对这一奖项尤为兴奋，因为它授予了两位科学家，尽管他们就职于不同的大学，但却研究同一个问题，这在通常情况下可能会滋生竞争。“这是一次颂扬好奇心驱动科学的诺贝尔奖，”赛杜说道，“也是两位科学家之间的友谊与合作，他们只是渴望弄清楚一个难题。”

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2009年诺贝尔化学奖得主拉马克里希南（Venki Ramakrishnan）对获奖的消息表示欢迎，但他补充说：“令人遗憾的是鲍尔科姆（David Baulcombe）没有获奖，他的实验室在植物中发现了类似现象，并与安布罗斯和鲁夫坎共同获得了2008年拉斯克奖。”
安布罗斯和鲁夫坎的主要研究成果发表在三篇研究报告中，其中两篇发表在1993年的《细胞》杂志上，一篇发表在2000年的《自然》杂志上。两人曾同时在霍维茨（Robert Horvitz）的实验室进行博士后研究，霍维茨本人在2002年获得了诺贝尔生理医学奖。

公共研究经费的重要性

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安布罗斯在哈佛大学完成了他的部分研究工作，他目前是马萨诸塞大学医学院自然科学教授。鲁夫坎同时在麻省总医院和哈佛大学医学院进行研究，现在是哈佛大学医学院遗传学教授。
7日上午，安布罗斯在马萨诸塞大学医学院举行的新闻发布会上说，获奖的消息让“我又惊又喜”。他说，发现微小RNA的意义在于，它让科学家们意识到“基因和我们的细胞之间相互对话的调控是非常复杂和微妙的”。他强调了实验室生物的重要性，比如秀丽隐杆线虫，它们“绝对是生命科学新知识的驱动力”。

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安布罗斯还指出，他和妻子李（Rosalind “Candy” Lee）分别是来自波兰和中国移民的子女。他说：“我站在这里……是因为我们的前辈留下了宝贵的遗产。”李不仅是安布罗斯的配偶，同时还是他长期的合作者，安布罗斯1993年发表在《细胞》上的论文的第一作者就是李。
在麻省总医院举行的新闻发布会上，鲁夫坎表示：“这是一个美好的早晨，”并补充说，“科学在许多不同维度上都取得了卓越的成果”。他感谢了他早期合作的实验室同事，据他说，去过40年间他总共和大约100人共事过。

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安布罗斯表示，他希望他们的获奖也能凸显公共研究经费的重要性。据美国国立卫生研究院（NIH）的一位发言人称，两位获奖者整个职业生涯从NIH总共获得了超过6200万美元的资助。“它支持了我的整个职业生涯，”安布罗斯说道，“美国的纳税人应该为此感到自豪。”
新闻来源：纽约时报、卫报、Scientific American，部分图片来源于网络
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