卡罗琳斯卡学院诺贝尔大会今日决定将2024年诺贝尔生理学或医学奖联合授予维克多·安布罗斯（Victor Ambros）和加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun），以表彰他们发现了微小RNA（microRNA）及其在转录后基因调控中的作用。

今年的诺贝尔奖表彰了两位科学家对基因活性调控的基本原理的发现。

我们染色体中存储的信息可以比作所有体内细胞的说明手册。每个细胞都包含相同的染色体，因此每个细胞拥有完全相同的基因组和指令集。然而，不同类型的细胞，如肌肉细胞和神经细胞，具有非常不同的特征。这些差异是如何产生的呢？答案在于基因调控，它使每个细胞只选择相关的指令，确保每种细胞类型中只有正确的基因集处于活跃状态。

维克多·安布罗斯和加里·鲁夫昆对不同类型细胞的发育过程感兴趣。他们发现了一类新的微小RNA分子，这些分子在基因调控中起着至关重要的作用。这一突破性的发现揭示了一种全新的基因调控原理，对于包括人类在内的多细胞生物至关重要。目前已知人类基因组中编码了超过一千种微小RNA。他们的这一发现揭示了基因调控的全新维度，微小RNA在生物体的发育和功能中起到了根本性的作用。

必要的调控机制

今年的诺贝尔奖聚焦于发现细胞中控制基因活性的关键调控机制。基因信息从DNA到信使RNA（mRNA）经过转录过程，再进入细胞内的蛋白质合成机器，mRNA被翻译为根据DNA中的遗传指令生成蛋白质。自20世纪中叶以来，许多最为基础的科学发现解释了这些过程是如何运作的。

我们的器官和组织由许多不同类型的细胞组成，这些细胞都具有相同的遗传信息存储在其DNA中。然而，不同的细胞表达了独特的蛋白质组合。如何做到这一点呢？答案在于基因活性的精确调控，使得每种特定细胞类型中只有正确的基因集被激活。这使得肌肉细胞、肠道细胞以及不同类型的神经细胞能够执行其特定的功能。此外，基因活性必须不断微调，以使细胞功能适应身体和环境的变化。如果基因调控出现问题，可能会导致严重的疾病，如癌症、糖尿病或自身免疫病。因此，理解基因活性的调控机制一直是多年来的一个重要目标。

在1960年代，科学家们发现了一类特殊的蛋白质，称为转录因子，它们能够与DNA中的特定区域结合并通过决定哪些mRNA被生成来控制基因信息的流动。自那时以来，已识别出了数千种转录因子，长时间以来，人们认为基因调控的主要原理已得到解决。然而，在1993年，今年的诺贝尔奖得主发表了意外的发现，描述了一个全新的基因调控水平，这一发现被证明在整个进化过程中具有高度重要性和保守性。

关于小型蠕虫的研究带来了重大突破

在1980年代后期，维克多·安布罗斯和加里·鲁夫昆是罗伯特·霍维茨实验室的博士后研究员，霍维茨在2002年与悉尼·布伦纳和约翰·苏尔斯顿共同获得诺贝尔奖。在霍维茨的实验室里，他们研究了一种相对不起眼的1毫米长的线虫C. elegans。尽管它体积小，但C. elegans拥有许多如神经和肌肉细胞等的专门细胞类型，也存在于更复杂的动物体内，因此它是研究多细胞生物组织如何发育和成熟的有用模型。安布罗斯和鲁夫昆对控制不同基因程序激活时机的基因感兴趣，确保各种细胞类型能够在正确的时间发育。他们研究了两个线虫突变株lin-4和lin-14，这些突变株在发育过程中基因程序的激活时机上表现出缺陷。（由GPT翻译）详见：