北京时刻10月7日下昼5:30分人妖 女優，本年度的第一个诺贝尔奖揭晓了。
2024年的诺贝尔生理学或医学奖授予了好意思国生物学家维克多·安布鲁斯（Victor Ambros）和 加里·鲁夫肯（Gary Ruvkun），以赏赐他们发现microRNA过甚在后转录基因调控中阐扬的作用。
microRNA是细胞中一类极端微弱的RNA分子，然则它们却阐扬着极端报复的分子生物学功能。
2024年诺贝尔生理学或医学奖得主Victor Ambros（左）和 Gary Ruvkun（右）（图片起原：瑞典皇家科学院）
接下来，笔者带各人稍稍学习一下配景常识，然后再给各人证明一下为什么这是一个很报复的发现。
什么是基因调控？
存储在咱们染色体中的信息，也即是DNA序列信息，是咱们体格中所有这个词细胞的阐明书。每个细胞都包含调换的DNA，然则每个细胞都极端不同。
比如，在写这篇著述的时候，笔者的大脑细胞在疯放荡电互重迭信，但胃部的细胞正在狂妄制造消化酶来消化刚吃的吐司。它们是怎样拿着雷同的阐明书来作念不同的事情的？再比如，胎儿在发育经由中，轮回系统、神经系统等等都是按照一定的时刻轮番先后发育熟谙，所有这个词的细胞是怎样作念到在不同的时刻作念不同的事情的？
这些问题的谜底，就在基因调控中。
基因调控能让每个细胞从DNA中全心遴荐其中的某一些基因来进行抒发，从而产生特定的mRNA，再把这些mRNA翻译成卵白质，来完成特定的生物学功能。这确保了只须正确的一组基因在每个细胞类型中活跃，这即是细胞单干的基础。
若是基因调控出了问题，那么就会导致各式疾病，举例神经疾病、糖尿病和癌症等。因此，几十年来东谈主们都很思弄明晰基因调控的机制。
基因调控使得不同细胞能够从调换的基因组中得到各别的基因抒发（图片起原：瑞典皇家科学院）
不寻常的小虫子，不寻常的突变体
20世纪80年代末，安布鲁斯和鲁夫肯是罗伯特·霍维茨（Robert Horvitz）履行室的博士后接洽员。趁便提一句，霍维茨是2002年的诺奖得主。
这两位博士后思要接洽基因调控的机制，然则东谈主体太复杂了，是以他们遴荐了一种只须1000多个细胞的小生物——绚丽隐杆线虫。
这种虫子天然结构精练，然则东谈主类有的神经和肌肉它都有，因此特别相宜用来作为模式生物。
在伊始的接洽中人妖 女優，东谈主们一经知谈，线虫有两种特殊的突变类型，分一名为lin-4和lin-14。这两种突变类型的特殊之处在于，它们的发育险些是反着来的。
举例，lin-4体型很大，而lin-14体型很小；lin-4会在体内勾通许多卵细胞，而lin-14则压根莫得卵细胞。这阐明，这两种突变类型，它们各自突变掉的基因之间，一定存在某种特殊的彼此扞拒。
lin-4和lin-14突变的线虫发育呈现都备违犯的态势（图片起原：瑞典皇家科学院）
凭证初现
在霍维茨履行室的博士后接洽限定后，安布鲁斯和鲁夫肯分歧启动了我方的接洽，他们分歧对lin-4和lin-14的突变基因进行了一系列的后续接洽。
进一步的接洽标明，lin-4基因的长度大致只须几十个碱基，压根不可能编码一个灵验的卵白质，这就更让东谈主模糊了。
于是二东谈主只好收受最原始的步履。若是确切思要接洽某个基因，那么最径直、最有劲的款式即是径直分析出这个基因的序列。于是他们启动对这两个突变基因分歧进行测序。
现如今的测序口舌常容易的，即便高中生都不错对着阐明书按电钮操作测序仪。但上世纪的八九十年代，东谈主们还莫得熟谙的测序步履。在安布鲁斯和鲁夫肯永劫刻的不懈勤恳下，这两个基因的序列终于被他们拿到。
1992 年 6 月 11 日晚上，二东谈主交换了lin-4 和 lin-14 基因的序列数据。两东谈主险些同期隆重到，这两个基因之间呈现彰着的互补性。在RNA中的基因是由AUCG四个字母写成的密码，A老是与U配对，C老是与G配对。从下图中不错看出，lin-14和lin-4之间存在着比拟长的互补配对区域，于是二东谈主揣测，恰是这种互补配对使得它们之间能够产生彼此拒抗的作用。
进一步的履行考证了这一猜思。
lin-4天然只编码一个小小的RNA，但却能与lin-14的RNA互补（图片起原：瑞典皇家科学院）
遭到薄待的惊东谈主发现
lin-4并不像无为的基因那样，编码一段mRNA然后翻译成卵白质讹诈生物学功能。它只编码一段很小的，只须22个字母的RNA，是以也称为microRNA（汉文名为小RNA）。
这个microRNA的唯独功能，即是去细胞中识别一个跟它长得特别像的mRNA，而这个mRNA来自lin-14基因。
一朝通过互补配对的款式找到了这个mRNA，那么lin-4所产生的microRNA就会喊来一群昆仲径直把这个来自lin-14基因的mRNA杀死，从而达到扼制lin-14基因的策画。
这一履行效果推翻了“所有这个词基因都要最终翻译成卵白质才智讹诈功能”的讲义教条，当它发表之后，在科学界碰到了“震耳欲聋的千里默”。
莫得任何东谈主对这篇接洽感风趣，以为这只不外是线虫这种小生物为了适合糊口环境而作念出的适合性颐养，放在今天最多仅仅个微博段子，连首页都上不了，更无须说上热搜了。
然则安布鲁斯和鲁夫肯对持以为，我方的发现足以撼动科学界。于是二东谈主接续潜心接洽它们发现的microRNA。
2000年，鲁夫肯的团队论说了另一种microRNA，称为let-7。与lin-4不同的是，let-7在险些一谈动物中都存在，这就阐明microRNA机制并不是线虫出奇，而是所有这个词动物都保有的一种变嫌机制。
自后，东谈主们发现植物中也有microRNA。再自后，跟着测序本事的发展，东谈主们发现许多生物的基因组中都有恒河沙数的microRNA。
这么看来，由于发现了生物界一条近乎处处适用的章程而得到诺贝尔奖，都备是实至名归。
鲁夫肯发现，在险些所有这个词动物中都着名为let-7的microRNA（图片起原：瑞典皇家科学院）
引颈潮水
科学界对microRNA的接洽一经随地着花，东谈主们一经发现，许多报复的基因调控都是由它来介导完成。
举例，咱们从基因接洽中发现，若是莫得microRNA，东谈主类细胞和组织就不可粗浅发育。microRNA 的特地调控会导致癌症。另外，在东谈主类中发现了microRNA 的基因的突变，导致先天性听力丧失、眼睛和骨骼疾病等疾病。
许多基因的抒发必须保管在一个精确的量级上，处在一种“多一分则浓，少一分则淡”的景况。而microRNA对基因的调控就能够齐全这种精确调控，幸免“面多了加水，水多了加面”的疏漏变嫌。
从这一意旨上来说，恰是由于microRNA精确和缜密的调控基因抒发，才使得生物基因的复杂化以及生物体的进一步复杂化成为可能。就比如，若是不可掌合手各式精确的和面步履，我国也不会产生上千种不同的面食。
耳光 调教对履行征象的自信对持，对科研历程的坚苦不懈，以及濒临质疑时的积极气派，组成了安布鲁斯和鲁夫肯得到如斯建设的三大基石。这不仅是每个科研责任者都应该保持的考究品性，亦然值得咱们每个东谈主记起的告成秘诀。
接下来笔者也将另外写一篇著述，为诸君读者长远解读microRNA的接洽近况，过甚在生物学和医学中的应用，敬请期待！
作家：牧心
参考文件
[1] Rosalind C. Lee， Rhonda L. Feinbaum and Victor Ambros (1993) “The C. elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14”. Cell， 75(5)， pp. 843–854.
[2] Bruce Wightman， Ilho Ha， and Gary Ruvkun (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.
[3]Amy E. Pasquinelli， Brenda J. Reinhart人妖 女優， Frank Slack， Mark Q. Martindale， Mitzi I. Kurodak， Betsy Maller， David C. Hayward， Eldon E. Ball， Bernard Degnan， Peter Müller， Jürg Spring， Ashok Srinivasan， Mark Fishman， John Finnerty， Joseph Corbo， Michael Levine， Patrick Leahy， Eric Davidson & Gary Ruvkun (2000) “Conservation of the sequence and temporal expression of let-7 heterochronic regulatory RNA”. Nature， 408(6808)， pp. 86–89.
