细小核糖核酸蘊藏基因調控之謎

发表时间: 2024-10-25 10:05:24    文章出处:JN江南官方体育-食用葡萄糖   

  同一個人的一切細胞都包括相同的染色體,可是,不同類型的細胞如肌肉和神經細胞,卻具有不一样特征。是什麼導致的這種差異?答案在於基因調控,它允許每個細胞隻選擇與本身功用相關的指令,確保不同細胞產生不同的蛋白質。

  瑞典卡羅琳醫學院10月7日宣告,2024年諾貝爾生理學或醫學獎颁发美國科學家維克托·安布羅斯和加裡·魯夫坎,以赞誉他們發現了细小核糖核酸(microRNA)及其在轉錄后基因調控中的效果。

  20世紀80年代末,安布羅斯和魯夫坎研讨了一種長度不到1毫米的小蠕虫——秀麗隱杆線虫,並將目標對准了它的兩個突變株“lin-4”和“lin-14”。安布羅斯發現,lin-4基因似乎是lin-14基因的負調控者。可是,其间的按捺機制並不清楚。

  直到博士后結束,安布羅斯在哈佛大學的實驗室中意外發現,lin-4基因按捺lin-14基因的“暗地黑手”,或许是lin-4產生的一種超短RNA。與此同時,魯夫坎發現lin-4並不影響lin-14基因產生信使RNA(mRNA),而是按捺mRNA產生蛋白質。他還發現lin-14的mRNA有一個關鍵片段,是lin-4對其進行按捺的“抓手”。

  安布羅斯和魯夫坎在沟通后得出一個突破性結論:lin-4中的超短RNA與lin-14中mRNA的關鍵片段序列互補,超短RNA正是通過與mRNA結合“關閉”lin-14,阻挠其產生蛋白質。這便是曾经不知道的、基於microRNA的基因調控機制。

  此前,科學家們認為是一種名為“轉錄因子”的特别蛋白質,通過結合到DNA的特定區域,決定產生哪些mRNA來實現基因調控。

  可是,當1993年安布羅斯和魯夫坎在《細胞》雜志發表上述效果時,迎候他們的卻是科學界的缄默沉静。盡管是史无前例的發現,但科學界認為這種機制或许是秀麗隱杆線虫的一個特性,與人類和其它更復雜的動物無關。

  直到2000年,當魯夫坎研讨小組发布其發現的另一種由let-7基因編碼的microRNA時,缄默沉静才變成巨大轟動。與lin-4不同,let-7基因存在於整個動物界。這一發現引起了科學界的“尋寶熱潮”,在接下來的幾年裡,數百種不同的microRNA被鑒定出來。

  今日,人體內超過一千種microRNA已被發現,沒有它們,細胞和組織就無法正常發育,其異常和突變或许導致癌症等嚴重疾病。能够說,microRNA的出現提醒了基因調控的一個全新維度,其對一切復雜的生命方式至關重要。而安布羅斯和魯夫坎找到microRNA的過程,也同樣充滿著傳奇颜色。(科技日報北京10月7日電)

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