2024年诺贝尔生理医学奖：为生命科学打开次元空间的“传送门”

发布时间: 2024-10-08 16:25:28 来源：中国科技网

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10月7日，2024年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。因发现微小RNA（microRNA）及其在转录后基因调控中的作用，科学家维克多·安布罗斯（Victor Ambros）和加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun）获奖。

什么是微小RNA？它的发现带来了什么？为什么此次生理医学奖既让人意想不到又称得上实至名归？科技日报记者连线采访了该领域的研究学者。

令人意想不到，但实至名归

每年诺奖揭晓前，都有不同的预测。今年的预测依旧围绕诺奖“风向标”的诸多奖项进行了预测，包括脂质代谢遗传学领域、大脑神经领域的重磅成果等，已经被开发成大火减肥药司美格鲁肽的GLP-1（胰高血糖素样肽-1）也被认为炙手可热。

相较于这些领域，微小RNA领域近年来发展得不温不火，最早的相关研究可追溯到40多年前。“微小RNA的发现为生命科学的研究提供了得心应手的工具，其重要程度堪比大名鼎鼎的基因编辑工具‘CRISPR’（2020年诺贝尔化学奖）。”北京大学药学院化学生物学系教授张力勤表示，微小RNA若干年后终于得奖，让人有些意想不到。

北京大学生命科学学院教授陆剑也表示，微小RNA的发现虽然应该获奖，但在今年获奖却出乎意料。他介绍，这个领域虽然前些年发展迅猛，但近年来“流量”和“关注度”有所下降，不属于科学研究和应用转化的大热门。此外，2006年诺贝尔生理医学奖颁给了RNA干扰，二者属于同一领域，但RNA干扰从主要论文发表到获奖仅用时8年。

“在微小RNA之前，人们进行药物研发，主要针对蛋白的调控。有了微小RNA，人们意识到调控体内生命活动，可以‘提前’到蛋白形成之前。”张力勤告诉科技日报记者，这为药物提供了一种全新的类别，为药物开发开拓了新领域，这只是它的获奖实至名归的原因之一。

微小却伟大，刷新人类认知

根据中心法则，生物的遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，完成遗传信息的转录和翻译过程。这个过程没有提到的微小RNA到底起什么作用呢？

“微小RNA是一类小的、非编码RNA分子，长度约为20—24个核苷酸。”陆剑解释，此次诺奖成果发现微小RNA通过与传递信息的RNA结合，“阻止”它的翻译，进而在细胞生长、发育、分化及应激反应等中发挥重要调节功能。

正是这种调节功能的发现，让科学家如获至宝。“人们最初认识的RNA承担信使、转运、装配工厂的任务，但随着生物技术的发展，越来越多RNA人们不知道它的功能，被称为非编码（noncoding）RNA。”张力勤说，由于微小RNA的发现，人们对RNA功能的认知实现了“破冰”，人们发现大量非编码RNA执行着更重要的生命任务。

“微小RNA调控还解释了基因调控网络的复杂性。”陆剑说，一个微小RNA分子能够靶向数百个信使RNA，而一个信使RNA分子又能被多个微小RNA识别，调控网络复杂性确保了生命活动发育功能的精准有序。后来人们也发现微小RNA与癌症、神经退行性疾病等多种疾病有着密切的关联。

微小RNA的发现让很多学术研究领域从无到有。“微小RNA开创了精准靶向治疗的先河，让人们具备了对信使RNA翻译精确调控的能力。”张力勤说，微小RNA的出现让实验室的研究工具更加丰富，催生出一系列转录后调控的工具，进一步助力开展生命科学和生物医药科学研究。

“微小RNA有物种特异性的特点，即不同物种间有很大差异。有一小部分微小RNA序列及表达方式在进化中是保守的（在不同物种间保持基本不变），而物种间不保守（存在较大差异）的微小RNA当前理解较少。”陆剑表示，基于这一特点，对不保守微小RNA进行分析可以揭示微小RNA的起源、演化及与靶基因的共进化等规律，有可能从物种演化的历史长河中发现生物性状创新的机制，进一步理解生命本源。

如果把生命科学研究比作探索宇宙，那么微小RNA就如某个次元空间的“传送门”，因为打开了它，人类得以刷新认知，研究得以开疆拓土。

“随着信息科学的发展，当前结合生物信息学工具对微小RNA与靶基因相互作用进行预测的研究仍在继续。”陆剑表示，虽然已经可以对微小RNA的功能进行准确验证，但非常费工费时，要研究透微小RNA背后的庞大网络还需要庞大的计算能力和数据支持。