2024年10月7日,瑞典卡罗琳医学院宣布,将今年的诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家维克托·安布罗斯(Victor Ambros)和加里·鲁夫昆(Gary Ruvkun),以表彰他们在发现微小RNA(microRNA)及其在基因调控中作用方面的开创性贡献。
诺奖得主简介
Victor Ambros 于1953年出生于美国新罕布什尔州的汉诺威。1979年在马萨诸塞州剑桥的麻省理工学院(MIT)获得博士学位,1979~1985年在MIT 进行博士后研究。1985年,他成为马萨诸塞州剑桥大学的首席研究员。1992~2007年,他任达特茅斯医学院教授。现在是马萨诸塞大学医学院的Silverman 自然科学教授。
Gary Ruvkun 于1952年出生在加利福尼亚州伯克利,1982年在哈佛大学获得博士学位,1982~1985年并在麻省理工学院进行博士后研究。1985年,他成为马萨诸塞州总医院和哈佛医学院的首席研究员,现在是遗传学教授。
具有深刻生理意义的微小RNA
微小RNA是一类小型非编码RNA分子,通过与信使RNA(mRNA)结合,抑制蛋白质的合成,在转录后水平上对基因表达进行精确调控。这一发现对生物医学研究产生了深远的影响,不仅加深了我们对基因调控机制的理解,还为疾病的诊断和治疗提供了全新的方向和方法。
早在1990年代初,维克托·安布罗斯及其团队在研究秀丽隐杆线虫的发育过程中发现了第一个微小RNA,即lin-4基因。尽管这一研究成果发表在《Cell》期刊上,但当时并未引起足够的关注。安布罗斯也因此未能在哈佛大学获得终身教职,不得已前往达特茅斯学院继续他的研究工作。直到2000年,加里·鲁夫昆发现了第二个微小RNA let-7,并证明其在动物和人类中的高度保守性,这一发现推动了非编码RNA领域的繁荣发展。
这一经历揭示了科学发展的一个普遍现象:许多处于前沿的科学发现,因超越当时的认知,常常在最初遭遇误解和忽视,但最终因为其重大意义而得到认可。这样的例子在诺贝尔奖获得者中屡见不鲜,例如理查德·费曼(1965年诺贝尔物理学奖得主)最初提出的费曼图,曾被认为过于简化,但后来成为量子场论的核心工具;又如丹尼尔·谢赫特曼(2011年诺贝尔化学奖得主)在1982年发现的准晶体结构,最初被主流科学界拒绝,甚至导致他被实验室开除,然而随后他的发现得到了广泛的验证和应用。
2024年的诺贝尔生理学或医学奖再一次提醒我们,那些今天看似微不足道的发现,可能正是未来改变世界的关键。这正是科学的魅力所在,也是驱动我们不断探索前行的力量。
为了赶在截稿前交论文给《科学》生怕睡着的他站着写论文
1993年,安布罗斯在线虫中发现了第一个microRNAlin-4。几乎同一时期,鲁夫昆探索出了microRNAlin-4 的3’UTR调控机制。
安布罗斯将这一发现发表在《细胞》(Cell)上,可之后的很长一段时间,学界没多少人当回事,当时人们认为,lin-4只在线虫里发现过,且当时没有有力证据表明microRNA在其他生物体内可保守存在,也就是说,这可能是线虫特有的,和人体没关系。
如今,在PubMed上搜索关键词microRNA,有超过17万条结果。而在1993年,整个领域的参考文献只有2篇——分别来自安布罗斯和鲁夫昆。
根据曾与安布罗斯和鲁夫昆有过学术往来的梁英、光寿红、刘颖在《知识分子》的撰文称,尽管这些发现足够证明microRNA调控基因表达的基本特征,但是当时缺乏有力证据,且从他们发现了第一个microRNA后,后续的7年期间再无新的microRNA被发现,也无其他同行报道发现类似的非编码microRNA,所以安布罗斯自己也怀疑lin-4的发现是线虫发育的一个特例,并无推而广之的意义。
安布罗斯的这篇论文在发表后的头几年,引用量寥寥,头10年引用量的总和还比不过后来一年的引用量。
在这样的情况下,安布罗斯都没敢让学生做lin4的相关课题,一来难度大,二来他也担心出不了成果耽误了学生们的青春。谁又能想到,lin4的相关研究会进一步打开生命世界的大门,甚至获得诺贝尔奖的认可?
DOI:10.1016/0092-8674(93)90529-y
在1993年到2000年期间,安布罗斯实验室陆陆续续发现lin-4/ lin-14的调控关系似乎具有广泛的意义。根据梁英、光寿红、刘颖在《知识分子》撰文称,由于该发现的前瞻性,当时并未引起很多科学家的重视,加上microRNA在当时被认为不具有普遍的调控意义,很多问题难以被解释,此后一段时间microRNA的相关研究基本处于停滞状态。
后来的几年,安布罗斯一直想再找到一个microRNA,但久久无所获。直到7年后的一天, 他看到《科学》(Nature)杂志发表的一篇论文,让他振奋。
原来,是他的老相识鲁夫昆在线虫中发现了第2条MicroRNA由let-7基因编码 。与lin-4不同,let-7基因在整个动物界高度保守,它在果蝇、斑马鱼、海胆和人类中都有表达。这意味着microRNA的调节作用并不局限于秀丽隐杆线虫,这一发现引发了科学界的巨大兴趣。
鲁夫昆克隆了let-7,这是编码microRNA的第二个基因。图片来源:诺贝尔奖官网
鲁夫昆的发现大大激励了安布罗斯,随后,他苦干加巧干,发现了好些新的MicroRNA。
一个里程碑节点出现在2001年8月10日,他提交给《科学》(Nature)杂志的一篇论文。这篇论文被杂志编辑戏称为「写作上不忍卒读」。起因是8月6日,安布罗斯接到来自于《科学》(Nature)的一封邮件,请求他审Tuschl的一篇来稿,Tuschl在果蝇和人类中发现了新的MicroRNA。
安布罗斯当时回复说,利益冲突,这篇和MicroRNA相关的论文他不能审。可第二天,他向《细胞》(Cell)提交了一篇有类似发现的预稿,却被编辑拒绝。同一天,他问《科学》(Nature)杂志,《科学》杂志感兴趣吗?
《科学》杂志编辑的答复是,要求安布罗斯3天内交稿,还得完成和Tuschl等另外2篇论文的审稿。
后来受访时安布罗斯回忆,那时候,他文章还没动笔,没有整理任何数据。于是,在截稿前的60多个小时,安布罗斯赶着做了好几个实验,同时要做图、写论文,据说,当时他生怕自己睡着,写论文都一直站着写。
于是,有了这篇特别的论文。一个非编码RNA研究的黄金时代由此开启。
DOI: 10.1126/science.1065329
来源:诺奖官网、知识分子、健康界