Обявиха носителите на Нобеловата награда за физиолофия и медицина за 2024 г. (видео)
Нобеловият комитет обяви носителите на Нобелова награда за физиология или медицина за 2024 година. Тази година отличените са Виктор Амброс (Victor Ambros) и Гари Ръвкън (Gary Ruvkun), за откриването на микроРНК и нейната роля в посттранскрипционната генна регулация.
Благодарение на основополагащото откритие на Амброс и Ръвкън и техните колеги, които надграждат откритията им, бе разкрито ново измерение на генната регулация. Докато протеините в ядрото регулират РНК транскрипцията и сплайсинга, микроРНК контролират транслацията и разграждането на иРНК в цитоплазмата. Този неочакван слой от пост-транскрипционна генна регулация има важно значение по време на развитието на животните и е от съществено значение за сложния многоклетъчен живот.
Виктор Р. Амброс (роден през 1953 г., Хановер, Ню Хемпшир) е американски биолог, който открива първата известна микроРНК (miRNA). Той е професор в Медицинския факултет на Университета на Масачузетс в Уорчестър, Масачузетс.
Гари Брус Ръвкън (роден през март 1952 г., Бъркли, Калифорния) е американски молекулярен биолог в Масачузетската болница и професор по генетика в Харвардския медицински факултет в Бостън.
Ръвкън открива механизма, чрез който lin-4, първата микроРНК (miPHK), открита от Виктор Амброс, регулира транслацията на целевите информационни РНК чрез несъвършено сдвояване на базите към тези цели, и открива втората микроRNA, let-7, и че тя се запазва във филогенезата на животните, включително при хората. Тези открития на микроPHK разкриват нов свят на регулиране на РНК в безпрецедентно малък мащаб и механизма на това регулиране.
Ръвкън открива и още много характеристики на инсулиноподобното сигнализиране в регулирането на стареенето и метаболизма.
Различните клетки в тялото носят едни и същи гени, но изпълняват различни функции и произвеждат уникални набори от протеини. Това е възможно защото, че генната активност се регулира на различни етапи: от това какви гени ще се експресират и колко активно, до какви протеини ще се произвеждат. Транскрипционните фактори – протеини, които се свързват с ДНК преди гените да започнат да се експресират – са отговорни за определянето кои гени се експресират. Те са открити през 60-те години на миналия век.
През 1993 г. Виктор Амброс и Гари Ръвкън описват друг механизъм на генна регулация, който включва много малки РНК молекули, с дължина 18-25 нуклеотида, които се наричат микроРНК. Те са открити по време на проучвания с мутантни нематоди Caenorhabditis elegans, при които времето на започване на генетични програми по време на развитието е нарушено. При някои червеи мутацията засяга гена lin-14, а при други – гена lin-4. Амброуз пръв открива, че lin-4 изглежда блокира активността на lin-14, но не е ясно как.
Допълнителен анализ на мутанта lin-4 разкрива, че той не кодира протеин, а вместо това произвежда много къса РНК молекула. И Ръвкън открива, че lin-4 регулира lin-14 след като е настъпила транскрипция, тоест след образуването на молекула иРНК. Допълнителни експерименти на двамата учени показват, че микроРНК lin-4 е комплементарна на малка последователност в иРНК lin-14 и чрез свързване с нея блокира производството на протеина. Именно този механизъм на генна регулация е описан в статия от 1993 г.
Въпреки това, за известно време този механизъм се счита за характерен само за C. elegans.
Седем години по-късно Ръвкън и колегите му откриват друга микроРНК, генът за която присъства и при хората. Оттогава учените започват да откриват все повече и повече нови човешки микроРНК – и днес са известни около две хиляди гени, които ги кодират. Също така стана ясно, че една и съща микроРНК може да се свързва с различни иРНК, а експресията на един ген от своя страна може да се регулира от различни микроРНК.
Елементи на комплементарна последователност в lin-4 и lin-14 РНК. При сравняване на клонирани последователности за lin-4 и lin-14 е открито, че късата 22 nt lin-4 РНК има частична комплементарност към повтарящи се елементи в lin-14 3’UTR. Кредит: © The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill. Mattias Karlén
Мутациите в гените, кодиращи микроРНК, могат да доведат до вродени заболявания, а тяхната анормална регулация може да допринесе за развитието на рак.
Подробна статия за откритията на Амброс и Ръвкън може да прочетете тук.
През 2023 г. Нобеловата награда в областта на физиологията или медицината бе присъдена на Каталин Карико (Katalin Karikó) и Дрю Вайсман (Drew Weissman) за техните открития относно модификации на нуклеозидни бази, които позволяват разработването на ефективни иРНК ваксини срещу COVID-19.
За първи Нобелова награда за физиология или медицина е връчена през 1901 г. на Елим Адолф фон Беринг от Германия „за работата му върху серумната терапия, специално за прилагането й при дифтерия, с което отваря нов път за медицинската наука и дава на лекарите победоносно средство против болестта и смъртта“. Сред по-известните учени, получили Нобеловата награда за физиология или медицина, са: Иван П. Павлов (Русия) /1904/, Роберт Кох (Германия) /1905/, Александър Флеминг (Великобритания) /1945/, Джордж Бидъл (САЩ), Едуард Тейтъм (САЩ), Джошуа Ледърбърг (САЩ) /1958/ и други.
––––––––––––––––––––––––––––––––
Справка: Wightman, B., Ha, I. and Ruvkun, G. (1993) ‘Posttranscriptional regulation of the heterochronic gene lin-14 by lin-4 mediates temporal pattern formation in C. elegans’, Cell, 75(5), pp. 855–862. Available at: https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90530-4.
