Нобелевская премия по медицине присуждена ученым за работу над микроРНК

Нобелевская премия по физиологии или медицине 2024 года присуждена двум ученым за их работу над молекулами микроРНК, которые помогают клеткам контролировать производство белков. Виктор Амброс из медицинской школы Массачусетского университета и Гэри Рувкун из Гарвардской медицинской школы и Массачусетской больницы общего профиля удостоены премии за открытие микроРНК и ее роли в посттранскрипционной регуляции генов.

Объявленные на Нобелевской ассамблее в Каролинском институте в Стокгольме (Швеция) лауреаты разделят поровну премию в размере 11 млн шведских крон (более $10 млн).

Их работа помогла объяснить, почему все наши клетки могут производить разные белки и иметь разные характеристики, несмотря на то что несут одну и ту же ДНК. Например, нервные и мышечные клетки специализируются на выполнении различных функций.

«Важнейшее открытие микроРНК показало новый и неожиданный механизм регуляции генов, — сказал Олле Кемпе, заместитель председателя Нобелевского комитета по физиологии и медицине. — МикроРНК важна для нашего понимания эмбриологического развития, нормальной клеточной физиологии и таких заболеваний, как рак».

Внутри ядра клетки генетическая информация хранится в виде двухцепочечной молекулы ДНК. Для создания белков, молекул, выполняющих множество функций в наших клетках, участок ДНК, или ген, копируется для получения одноцепочечной молекулы — мессенджерной РНК (мРНК). Эта мРНК действует как связующее звено, передавая инструкции по созданию белка механизмам, производящим белки в клетках.

«Вопрос в том, как только нужные гены транскрибируются в мРНК и затем переводятся в нужные тканевые белки в нужное время», — говорит Кемпе. Долгие годы ученые думали, что ответ на этот вопрос кроется в белках, называемых транскрипционными факторами. Они связываются с ДНК и либо активируют, либо предотвращают производство мРНК. Но, как выяснили Амброс и Рувкун, это было не совсем так.

В ходе исследований круглого червя C.elegans они независимо друг от друга пролили свет на другой механизм, опубликовав в начале 1990-х годов основополагающие работы. Они обнаружили, что крошечные участки РНК, известные как микроРНК, могут напрямую связываться с мРНК, не давая механизмам, производящим белки, «прочесть» данные соответствующего белка.

«Долгое время микроРНК считались случайностью, характерной только для C.elegans, — говорит Кемпе. — Но в последующие годы были открыты новые микроРНК, и сегодня у человека известно более тысячи генов для различных микроРНК. Позднее другие научные работы показали, что микроРНК могут не только связываться с мРНК и блокировать производство белков, но и вызывать разрушение мРНК.

Были сделаны и другие открытия. «Каждая микроРНК регулирует несколько мРНК, а каждая мРНК часто управляется множеством различных микроРНК, что создает надежную систему регуляции генов», — говорит Кемпе. Амброс и Рувкун знакомы друг с другом. Они проводили совместные исследования в лаборатории Роберта Хорвица, который в 2002 году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Профессор Венки Рамакришнан, получивший Нобелевскую премию по химии в 2009 году за работу по изучению структуры белкового аппарата клетки, приветствовал эту новость. «Это заслуженная и долгожданная премия, которая показывает, что микроРНК могут регулировать экспрессию генов в различных типах клеток. Это открывает совершенно новую область биологии», — сказал он. Однако он добавил: «Жаль, что Дэвид Болкомб, чья лаборатория обнаружила аналогичное явление у растений и разделила с Амбросом и Рувкуном премию Ласкера 2008 года, не был включен в число лауреатов».

Томас Перлманн, генеральный секретарь Нобелевской ассамблеи, сообщил, что ему удалось дозвониться до Рувкуна в США и разбудить ученого. «Ответила его жена, и прошло много времени, прежде чем он подошел к телефону, у него был очень усталый голос, но он очень обрадовался, когда понял, о чем идет речь», — сказал Перлманн, добавив, что ему пока не удалось связаться с Амбросом. Лауреаты Нобелевской премии по физике и химии будут объявлены на этой неделе.

Ранее другой группе ученых удалось впервые создать модель всего мозга плодовой мушки, что может произвести революцию в области нейробиологии и открыть путь к пониманию того, как мозг управляет поведением. Ученым потребовались годы, чтобы составить карту связей всех 139 255 нейронов и 50 млн соединений в мозге мухи размером с маковое зернышко. В процессе работы было классифицировано более 8,4 тыс. различных типов клеток.