Двама учени получиха Нобеловата награда за физиология или медицина

Нобеловата асамблея в Karolinska Institutet присъди Нобеловата награда за физиология или медицина за 2024 г. съвместно на Виктор Амброс и Гари Рувкун за откриването на микроРНК и нейната роля в посттранскрипционната генна регулация.

Тазгодишната Нобелова награда отличава двама учени за тяхното откритие на фундаментален принцип, управляващ как се регулира генната активност.

Информацията, съхранявана в нашите хромозоми, може да бъде оприличена на ръководство с инструкции за всички клетки в нашето тяло. Всяка клетка съдържа едни и същи хромозоми, така че всяка клетка съдържа абсолютно същия набор от гени и точно същия набор от инструкции. И все пак различните видове клетки, като мускулни и нервни клетки, имат много различни характеристики. Как възникват тези различия? Отговорът се крие в генната регулация, която позволява на всяка клетка да избира само съответните инструкции. Това гарантира, че само правилният набор от гени е активен във всеки тип клетка.

Виктор Амброс и Гари Рувкун се интересуват от това как се развиват различните видове клетки. Те откриват микроРНК, нов клас малки РНК молекули, които играят решаваща роля в генната регулация. Тяхното новаторско откритие разкрива напълно нов принцип на генна регулация, който се оказа съществен за многоклетъчните организми, включително хората. 

Сега е известно, че човешкият геном кодира над хиляда микроРНК. Тяхното изненадващо откритие разкрива изцяло ново измерение на генната регулация. МикроРНК се оказват фундаментално важни за това как организмите се развиват и функционират.

Тазгодишната Нобелова награда се фокусира върху откриването на жизненоважен регулаторен механизъм, използван в клетките за контрол на генната активност. Генетичната информация протича от ДНК към информационната РНК (иРНК) чрез процес, наречен транскрипция, и след това към клетъчните машини за производство на протеини. Там иРНК се транслират (бел.ред.: превеждат), така че протеините да се произвеждат според генетичните инструкции, съхранени в ДНК. От средата на 20-ти век няколко от най-фундаменталните научни открития обясняват как работят тези процеси.

Нашите органи и тъкани се състоят от много различни видове клетки, всички с идентична генетична информация, съхранена в тяхната ДНК. Въпреки това, тези различни клетки експресират уникални набори от протеини. Как е възможно това? Отговорът се крие в прецизното регулиране на генната активност, така че само правилният набор от гени да е активен във всеки специфичен тип клетка. Това позволява например на мускулни клетки, чревни клетки и различни видове нервни клетки да изпълняват своите специализирани функции. В допълнение, генната активност трябва непрекъснато да се прецизира, за да адаптира клетъчните функции към променящите се условия в телата и околната среда. Ако генната регулация се обърка, това може да доведе до сериозни заболявания като рак, диабет или автоимунни заболявания. Следователно разбирането на регулирането на генната активност е важна цел в продължение на много десетилетия.

През 60-те години на миналия век е показано, че специализирани протеини, известни като транскрипционни фактори, могат да се свързват със специфични региони в ДНК и да контролират потока на генетична информация, като определят кои иРНК се произвеждат. Оттогава са идентифицирани хиляди транскрипционни фактори и дълго време се смяташе, че основните принципи на генната регулация са решени. През 1993 г. обаче тазгодишните нобелови лауреати публикуват неочаквани открития, описващи ново ниво на генна регулация, което се оказа изключително значимо и запазено през цялата еволюция.