解读与揭秘:2024年诺贝尔生理学或医学奖

2024年诺贝尔生理学或医学奖于10月7日17：30揭晓，瑞典卡罗琳医学院宣布，将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（Gary Ruvkun），以表彰他们“发现microRNA及其在转录后基因调控中的作用”。

可能有人误认为今年获奖的理由是“mRNA及其在转录后基因调控中的作用”，这里有一些澄清和介绍。

首先，需要指出的是，2024年诺贝尔生理学或医学奖并非直接授予mRNA及其在转录后基因调控中的作用，而是授予了维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆，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。mRNA（信使RNA）和microRNA虽然都是RNA的一种，但它们在基因表达调控中扮演不同的角色。

mircoRNA是什么？

虽然microRNA (miRNA) 已经是生物学领域中研究的明星分子，甚至是有些“过气”的明星，但由于miRNA功能的广泛性和重要性，miRNA仍然在生物学研究中占据重要的一席之地，特别是在各种疾病研究中，增加miRNA相关的内容可以极大地提高研究的分量，提升论文档次。因此miRNA相关的分析也成为目前疾病组学及各种动植物组学分析的常规组成。

miRNA是一类存在于真核多细胞生物中的小RNA分子，其发挥功能的成熟体部分序列部分很短，长度通常在24个核苷酸左右，最长不过30个核苷酸。成熟体miRNA的来源通常有两种，一种是从编码miRNA的“基因”转录而来，这些基因首先转录形成数百至数千nt的初级转录本（primary miRNA），随后初级转录本被切割加工为60-80nt左右的次级转录本（precursor miRNA），次级转录本包含一个“茎-环”结构，其环状部分被切割才成为成熟体miRNA，成熟体miRNA与相关的蛋白结合形成调控复合体。另一类miRNA的来源是各种mRNA分子，真核生物mRNA分子的内含子序列会有一部分会被切割加工，最终形成成熟体miRNA分子。 由于miRNA序列与其他RNA（包括mRNA或lncRNA等）存在碱基互补配对而发生相互作用，阻碍mRNA翻译或者降解mRNA，从而调节基因的表达（图1）。

关于mRNA及其在转录后基因调控中的作用，简要介绍如下：

mRNA是携带遗传信息从DNA到蛋白质的关键分子。在转录后调控中，mRNA的稳定性、加工和翻译效率等因素都会影响基因表达的水平。近年来，mRNA技术在医学领域取得了重大突破，特别是mRNA疫苗的成功开发，展示了mRNA技术在传染病防治中的巨大潜力。然而，这并非2024年诺奖的直接内容。

至于微小RNA（microRNA）及其在转录后基因调控中的作用，这是安布罗斯和鲁夫昆的重要发现。microRNA是一类小型非编码RNA分子，它们通过与信使RNA（mRNA）结合，抑制蛋白质的合成，从而在转录后水平上对基因表达进行精细调控。这一发现对生物医学研究产生了深远影响，不仅增进了我们对基因调控机制的理解，还为疾病诊断和治疗提供了新的思路和方法。

具体来说，microRNA在细胞分化、增殖、凋亡等生物过程中发挥着重要作用，它们的失调与多种疾病的发生和发展密切相关。例如，某些特定的microRNA在癌症、心血管疾病及神经退行性疾病等的发生和发展中起着关键作用，它们可以作为生物标志物用于疾病的早期诊断，也可能成为新一代治疗药物的靶点。

虽然mRNA在转录后基因调控中也扮演重要角色，但2024年诺贝尔生理学或医学奖表彰的是microRNA及其在转录后基因调控中的作用，这是对基因调控领域的一次重要贡献。