Нобелівська премія з фізіології та медицини – це одна з п’яти категорій Нобелівських премій, що присуджується з 1901 року щорічно за видатні заслуги в галузі фізіології або медицини. Започаткував цю традицію Альфред Нобель у заповіті 1895 року. Нобелівська асамблея Каролінського інституту 7 жовтня 2024 року присудила Нобелівську премію з фізіології та медицини Віктору Амбросу та Гарі Равкану за відкриття мікроРНК та її ролі в посттранскрипційному регулюванні генів.
Фото: The nobel prize
МікроРНК – це клас молекул РНК, які відіграють ключову роль у регуляції активності генів. Два науковці Амброс і Равкан зацікавилися вивченням мутантих lin-4 і lin-14 на моделі круглих червів C. elegans, які мали дефекти в часі активації генетичних програм під час розвитку. Лавреати прагнули ідентифікувати мутантні гени та зрозуміти їхню функцію. Амброс показав, що lin-4 був негативним регулятором lin-14, виявив, що ген lin-4 кодує РНК (мікроРНК), яка не кодує протеїн. Равкан клонував ген lin-14, і вчені зрозуміли, що послідовність мікроРНК lin-4 відповідає комплементарній послідовності в мРНК lin-14.
Після свого дослідження Віктор Амброс проаналізував мутант lin-4 в Гарварді та дійшов висновку що, ген lin-4 продукував надзвичайно коротку молекулу РНК, яка не кодувала протеїн. Ці несподівані результати свідчили про те, що саме ця РНК від lin-4 відповідала за пригнічення lin-14.
Тим часом Гері Равкан теж досліджував регуляцію гена lin-14 у лабораторії в Массачусетській загальній лікарні. Він дослідив, що продукція мРНК з lin-14 не пригнічується lin-4. Регуляція відбувалася на пізнішій стадії процесу експресії генів, шляхом блокування синтезу протеїну. В експериментах також виявлено сегмент у мРНК lin-14, необхідний для пригнічення lin-4. Співставлення результатів обох лавреатів привело до відкриття. Коротка послідовність lin-4 відповідала комплементарним послідовностям у сегменті мРНК lin-14. У подальших експериментах було виявлено, що мікроРНК lin-4 вимикає lin-14, зв’язуючись з комплементарними послідовностями в його мРНК, блокуючи синтез протеїну lin-14. Отже, було відкрито новий принцип регуляції генів, опосередкований раніше невідомим типом РНК – мікроРНК. Результати були опубліковані в двох статтях в журналі «Cell» 1993 року.
Але, хоч відкриття було цікавим, на перші публікації було глухе мовчання наукового співтовариства, найімовірніше тому, що механізм регуляції генів вважався особливістю саме C. elegans, та ймовірно, неактуальним для людей. Та все змінилося 2000 року, коли група Равкана опублікувала відкриття іншої мікроРНК, що кодується геном let-7 – це другий ген, що кодує мікроРНК. На відміну від lin-4, ген let-7 був висококонсервативним і присутнім у всьому тваринному світі. Стаття викликала велику зацікавленість, і протягом наступних років були ідентифіковані сотні різних мікроРНК. Нині відомо, що в людей існує понад тисячу генів для різних мікроРНК, і регуляція генів за допомогою мікроРНК є універсальною для багатоклітинних організмів.
Коротко про лавреатів: Віктор Амброс народився у місті Ганновер, штат Нью-Гемпшир, професор Медичної школи Массачусетського університету. Гері Равкан родом з міста Берклі, штат Каліфорнія, професор генетики в Гарвардській медичній школі та молекулярний біолог у Массачусетській лікарні загального профілю.
Ольга ЯРЕМЧУК,
професорка кафедри медичної біохімії ТНМУ,
Олексій ВОРОЩУК,
студент медичного факультету