北京时间10月7日傍晚,2024年诺贝尔生理学或医学奖在瑞典卡罗林斯卡医学院揭晓,授予维克多·安布罗斯(Victor Ambros)和加里·鲁弗肯(Gary Ruvkun)两位科学家,以表彰他们在microRNA发现及其在转录后基因调控中作用研究方面的贡献。
2024年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家维克托·安布罗斯(Victor Ambros)和加里·鲁夫昆(GaryRuvkun)
“Victor是一位很nice的老师,”在接受潮新闻记者采访时,西湖大学生命科学学院教师、研究员申恩志博士回忆道,他曾在麻省大学医学院RNA治疗研究所师从2006年诺贝尔奖得主Craig C. Mello,Mello也是Victor的弟子之一,“可以说是师公了。” 申恩志说,在接触中,两位老师对于科研事业的执着都对他的人生产生了深刻的影响。
什么是miRNA?
从1869年人类首次发现RNA以来,100多年里,RNA领域相关研究已经斩获诺贝尔奖至少10次。甚至去年的诺贝尔生理学奖或医学奖,也是表彰科学家在信使核糖核酸(mRNA)研究上的突破性发现,引爆了大众对RNA的关注热潮。
从科学的眼光来看,人类的生命本身可以比作一个精妙无比的运转机器——
人类体内拥有无数的细胞,携带遗传密码的DNA藏在细胞核里,它指挥着“运营官”RNA传递、翻译、生产出蛋白质。同时,不同的蛋白质各司其职,维护着人体不同的生理机能,比如免疫球蛋白维持免疫,酶蛋白促进食物消化,肌球蛋白调节肌肉收缩等等。
近年来,科学家们通过研究发现,RNA本身具有基因调控的功能,就像一个庞大的交响乐团,“指挥家”DNA可以把控乐曲的整体呈现,而RNA作为其中一项重要的“乐器”,也可以通过间接和直接的多种机制调节蛋白质活性,影响到歌曲的部分旋律。
此次获奖的miRNA就是RNA群体中的“三小只”(小RNA)之一。目前,小RNA主要分为三大类,miRNA就是一种短的RNA单链分子,长度仅为21-23 个核苷酸(nt)。申恩志介绍,miRNA的发现,展示了一个新的基因调控机制,它可以抑制信使RNA的功能,从而使细胞表现出不同的特性。
图源 诺贝尔官网
为什么是miRNA?
Micro在英语单词中,意思是“极小的,微小的”。MicroRNA直译就是微小RNA,但发现和研究这样微小的分子,意义无限大。
“在1993年Victor首次发现MicroRNA之后,学界是非常轰动的。人类从那时打开了新的认知,第一次知道这一类RNA对动植物的发育调控起着至关重要的作用,” 申恩志表示,“这项发现在后来的30多年里,掀起了新的研究浪潮,科学家们相继发现小RNA新品种,并在不断推进相关应用领域的发展。”
申恩志介绍,目前已有很多研究表明,从胚胎发育开始,到细胞凋亡,乃至肿瘤生长,miRNA在一系列生理和病理过程中发挥着重要的作用。也就是说,它关系着每一个人的“生老病死”。
比如,miRNA在肿瘤生长和转移的多方面过程中就起着关键作用,涵盖了癌变的所有阶段。科学家们发现,许多癌症类型表现出miRNA水平升高或降低,miRNA可以通过调节受体细胞中癌基因或肿瘤抑制基因的表达,影响细胞过程并促进肿瘤发生。
申恩志解释,人类目前发现了将近1000种不同的微小RNA,但将它具体应用在癌症治疗中,还面临着诸多挑战。因为每个miRNA调控着多个基因,目前医学上暂时无法利用它精准瞄准某一个缺陷基因。一旦试图纠正某种缺陷,也容易引发其他基因变化,导致脱靶。
“所以,此次诺贝尔奖颁发给miRNA研究,我觉得也是期待通过这样的影响力,对核酸药物、农作物品种改良、癌症靶向治疗等产生积极影响,对社会将有广泛深远的应用意义。” 申恩志说道。
团队成员合照 受访对象供图
为之振奋的“同行们”
申恩志大约在5年前从美国来到西湖大学,组建了非编码核酸生物学实验室。
他告诉记者:“当时回国,导师们都比较尊重和支持。”他回忆,在和两位诺奖老师共事时,不管是开组会,还是汇报科研进展,他们思考问题的深入和仔细都令自己印象深刻。
Victor是一位非常平易近人的导师。申恩志记得,曾经自己在做piRNA(另一种小RNA分子) 实验时,经历了多次失败。“那时,Victor导师反复细心地询问了我实验里发生的各种问题,并给予了很多指导和建议。偶尔路上偶遇,还会和我聊聊研究进展,” 申恩志说,“可以看出,他们是真的热爱并执着于科研事业。”
眼下,申恩志在西湖大学主要研究非编码RNA的分子机制和生理功能以及在重大疾病发生中的作用。他认为,这次小RNA方面的研究再次获得诺奖,是对相关领域的重要认可。“更坚定了我研究的信心,同时,这样一项重磅奖项,相信也会加速小RNA研究的进展,对我们整个实验室以及同行的研究产生很大的推动作用。”
“我希望我能加快速度,跟着前辈的步伐前进,更好地研究出生命的微小现象,加快潜在疾病治疗、农作物改进等应用方面的推进,造福人类社会。” 申恩志表示。