10月7日，在瑞典斯德哥尔摩举行的2024年诺贝尔生理学或医学奖公布现场，

屏幕显示奖项得主美国科学家维克托·安布罗斯（左）和加里·鲁夫坎的照片

文/《环球》杂志记者 郭爽

编辑/马琼

　　2024年诺贝尔生理学或医学奖“花落”美国科学家维克托·安布罗斯和加里·鲁夫坎。他们关于微小核糖核酸（microRNA）及其在转录后基因调控中作用的发现，再次揭示生命的精妙。他们的工作也展现了人类不断超越已知、探索新知的前行过程。

　　此前，安布罗斯和鲁夫坎在微小核糖核酸研究领域就取得了显著成就，先后荣获了2008年的拉斯克基础医学研究奖、2014年的沃尔夫医学奖以及2015年的生命科学突破奖。如今，他们斩获诺贝尔奖，因其研究成果与治疗癌症紧密相关。

　　值得一提的是，这是诺贝尔生理学或医学奖连续第二年颁给核糖核酸（RNA）的范畴。去年，该奖项表彰了负责遗传信息传递的信使核糖核酸（mRNA）研究；今年，则对调控基因表达的微小核糖核酸研究给予肯定。

让细胞遵循正确“说明书”

　　维克托·安布罗斯于1953年出生于美国新罕布什尔州，1979年获得麻省理工学院博士学位，1979年至1985年从事博士后研究，现任职马萨诸塞大学医学院。加里·鲁夫坎1952年出生于美国加利福尼亚州，1982年获得哈佛大学博士学位，现为哈佛大学医学院遗传学教授。

　　有意思的是，尽管两位科学家在哈佛大学共同进行了博士后研究（研究是在罗伯特·霍维茨的实验室中展开，而霍维茨教授后来于2002年荣获了诺贝尔奖），但研究结束后，他们却各自在独立的实验室中分别鉴定并验证了微小核糖核酸的存在。这一发现揭示了一种全新的基因调控机制，对包括人类在内的多细胞生物而言具有极其重要的意义。

　　通俗来讲，存储在染色体内的信息堪称我们体内所有细胞的“工作说明书”。每个细胞都含有相同的染色体，也就是说每个细胞都含有完全相同的基因组和完全相同的指令集。

　　但细胞们为什么会表现出不同的功能？例如，眼睛中的细胞对光敏感，而肠道细胞则要有吸收养分的通道。特定的细胞和器官有特定的功能，基因是如何在正确的细胞中被激活的呢？

　　答案就在于基因调控。它允许每个细胞只选择相关的指令，确保每种细胞类型中只有正确的基因组处于活跃状态。也就是说，通过精确控制基因的开启和关闭，每种细胞类型都能选择性地使用适合自己的那部分“说明书”。

　　20世纪60年代，人们发现一种被称为转录因子的特殊蛋白质可以与脱氧核糖核酸中的特定区域结合，合成相应的信使核糖核酸，而信使核糖核酸又作为模板，合成表达特定基因功能的蛋白质。从那时起，数千种转录因子被鉴定出来，人们一度认为基因调控的主要原理已经被研究清楚了。

小蠕虫揭示基因调控新层次

　　然而，安布罗斯和鲁夫坎在1993年发表的两篇论文却打开了新天地。

　　20世纪80年代末期，安布罗斯和鲁夫坎在霍维茨实验室从事博士后工作，他们对不同类型细胞如何发育产生了浓厚兴趣。

2023年10月12日，2023年诺贝尔生理学或医学奖获得者卡塔琳·考里科（右一）在其母校匈牙利塞格德大学与学生交流

　　在霍维茨的实验室中，他们研究了一种相对不起眼的约1毫米长的蠕虫——秀丽隐杆线虫。尽管体型很小，秀丽隐杆线虫却拥有许多特殊的细胞类型，例如神经细胞和肌肉细胞，这些细胞在更大、更复杂的动物中也有，这使得这种线虫成为研究多细胞生物组织发育和成熟的有用参照物。

　　生物体内的核糖核酸分为两种：一种是参与编码蛋白质的核糖核酸，如指导合成蛋白质的信使核糖核酸；另一种是不能编码蛋白质的核糖核酸，即非编码核糖核酸。微小核糖核酸正是非编码核糖核酸中的一种，由于它是仅有21～23个核苷酸组成的短链，因此被称作微小核糖核酸。

　　两位科学家分别研究了线虫的两个突变类型：lin-4和lin-14，它们在发育中表现出基因激活时间的异常。在研究中，安布罗斯发现了第一个微小核糖核酸，几乎同一时期鲁夫坎发现了相关调控机制，并指出lin-4和lin-14的基因调控发生在蛋白质合成阶段，而不是信使核糖核酸生成阶段。

　　评奖委员会成员、卡罗琳医学院教授斯滕·林纳尔松10月7日接受《环球》杂志记者采访时解释说，基因在正确的细胞中被激活，“其中一个机制是我们之前理解的转录因子，而微小核糖核酸的发现则展示了另一个新的调控机制，它可以抑制信使核糖核酸的功能，从而使细胞表现出不同的特性。”

　　林纳尔松表示，在这项发现之前人们认为基因调控已经基本被理解了，但微小核糖核酸的发现展示了基因调控中还有另一层新机制。“我认为这很有趣，生物学往往就是这样，当你认为已经理解了所有的东西时，结果却发现系统还存在着完全不同的维度。”林纳尔松说，基因调控是一个非常重要的基础机制，两名科学家的工作是一项非常重要的基础性发现，揭示了一种之前未被理解的机制，这对于理解我们身体的运作至关重要。

癌症治疗应用之路仍很长

　　科学界起初认为，安布罗斯和鲁夫坎所发现的新的基因调控机制可能是秀丽隐杆线虫的特殊之处，与人类没有什么关系。这种看法在2000年发生了改变，因为鲁夫坎研究小组发现了另一种微小核糖核酸let-7，它存在于整个动物界。这引起人们的极大兴趣。

　　如今，关于微小核糖核酸的研究成果可谓进入“井喷”阶段。科学家们已发现，人类有超过1000种不同的微小核糖核酸，微小核糖核酸的基因调控在多细胞生物中是普遍存在的。这些成果极大丰富了生物学家对基因调控的理解。

　　业内人士表示，微小核糖核酸的发现不仅揭示了一个全新的基因调控层次，还深刻改变了人们对细胞生物学、发育学以及病理学的理解。人们逐渐认识到，微小核糖核酸在胚胎发育、细胞生长以及肿瘤发展等多个过程中都扮演着重要的调控角色。这一认识持续推动着人类对癌症、糖尿病以及众多先天性疾病或罕见病等领域的研究向更深层次迈进。

　　例如，在癌症研究中，微小核糖核酸的异常表达与肿瘤的形成和进展有着密切关联。它们可以充当肿瘤的抑制因子或促进因子，成为癌症治疗的新靶点。此外，微小核糖核酸的广泛参与还涉及心血管疾病、神经退行性疾病以及免疫调控等方面，几乎涵盖了所有重大的疾病领域。这让人们不得不承认，微小核糖核酸发现的影响力远远超出了一开始的预期。

　　但不可否认的是，虽然微小核糖核酸与癌症等多种疾病有关，现阶段将其应用于癌症治疗还面临挑战。“将微小核糖核酸转化为药物仍然非常困难，因为每个微小核糖核酸调控多个基因。如果你试图纠正一种缺陷，可能会引发其他基因变化从而导致‘脱靶’。”林纳尔松说。

　　“在微小核糖核酸研究领域，有很多来自中国科学家的重要贡献。”林纳尔松表示，关于微小核糖核酸的科学文献已超过10万篇，但还需要世界各地的科学家继续共同探索。