Нобелевскую премию по физиологии или медицине 2024 года присудили двум американским ученым за открытие нового механизма регуляции генов

Нобелевская ассамблея Каролинского института (The Nobel Assembly at Karolinska Institutet) в Стокгольме объявила имена лауреатов Нобелевской премии по физиологии или медицине этого года (Nobel Prize in Physiology or Medicine) Виктору Эмбросу (Victor Ambros) из Массачусетского университета (University of Massachusetts) и Гэри Равкану (Gary Ruvkun) из Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School) «за открытие микроРНК и ее роли в посттрансляционной регуляции генов». Наши органы и ткани состоят из клеток различных типов, которые при этом имеют один и тот же набор генетической информации. Разнообразие типов клеток, составляющих разные ткани, объясняется специфической регуляцией генов, что делает возможным выполнение разными тканями и клетками специализированных функций. Нарушение регуляции генов может привести к серьезным заболеваниям. В 1960-х было установлено, что в регуляции активности генов участвуют особые белки-факторы транскрипции, которые контролируют «переписывание» генетической информации с ДНК на матричную, или мРНК, связываясь с определенными участками на ДНК. С тех пор факторов транскрипции были выявлены сотни, и считалось, что вопрос регуляции генов в принципе решен. Однако в 1993 нынешние Нобелевские лауреаты сообщили о неожиданных открытиях, описывающих новый уровень регуляции, который оказался очень важным и сохраняемым в ходе эволюции у всех организмов – от червей до человека.

Эмброс и Равкан независимо друг от друга изучали два мутантных штамма круглых червей Caenorhabditis elegans, которые назывались lin-4 и lin-14. У каждого из этих двух мутантов был свой сбой в активации генетической программы развития. Эмброс клонировал ген с мутацией lin-4 и обнаружил, что он кодирует не белок, а короткую, всего из 22 нуклеотидов, последовательность некодирующей РНК. И эта микроРНК подавляет активность lin-14, но как именно – было неясно. Объединив усилия, Эмброс и Равкан, изучающий lin-14, обнаружили, что последовательности lin-4 и lin-14, имея разную длину, в определенных участках комплементарны, то есть соответствуют друг другу «буквами» ДНК. Последующие эксперименты показали, что микроРНК lin-4 подавляет lin-14, связываясь с соответствующей - комплементарной – последовательностью своей мРНК, то есть на посттранскрипционной стадии. Это связывание блокирует продукцию белка lin-14. Открытие нового фундаментального принципа, управляющего генной активностью, в настоящее время прямого клинического применения не имеет, но известно, например, что микроРНК могут быть биомаркерами некоторых опухолей. Рассматриваются эти маленькие молекулы и как потенциальные мишени терапии.