2024诺奖揭晓!连续两年获奖的RNA,对普通人有什么用?

科技   2024-10-17 16:00   上海  

导读

日前,2024年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。今年的两位获奖者是安布罗斯(Victor Ambros)和鲁夫肯(Gary Ruvkun)。安布罗斯发现了非编码小分子RNA(microRNA,缩写miRNA),而鲁夫肯则阐明了miRNA的调控作用机制,并且发现miRNA在生物中的普遍性。RNA连续两年荣获诺奖,足以说明该领域技术突破的含金量,说是人类文明史上的又一次“盗火”也不为过。




miRNA是什么?



DNA、RNA、mRNA、miRNA……傻傻分不清楚?花5分钟时间看完我的讲解,你就是半个诺奖获得者啦(bu shi)。


要想了解miRNA,首先要搞懂RNA,即核糖核酸(RibonucleicAcid,缩写为RNA)。想要了解RNA,则需先搞懂DNA。


我们平时比较熟悉的DNA又叫“脱氧核糖核酸”,是细胞核里负责储存遗传物质的地方,它是双链的,稳定的,能保证我们的遗传在规定的范围内(比如那句俗话“种瓜得瓜,种豆得豆”的根因,就在DNA这里)。[1]


RNA的功能则更加多样,它是单链的,一般不是一个稳定结构,参与一系列动态的生物学过程,比如蛋白质的合成、基因表达的调控、细胞代谢和免疫应答等。[2]因为不稳定,所以会出现各种各样的情况,保障了生物的多样性。


去年(2023年)获得诺奖的mRNA,是信使RNA,其中的m是指messenger(信使)。mRNA负责携带从DNA转录来的遗传信息,参与蛋白质合成等生物学过程。[3]



而今年(2024年)获诺奖的miRNA,是“微RNA”,其中mi指的是micro(微小的),调控转录后的mRNA表达,通常导致翻译抑制和基因沉默。


研究显示,数以千计的人类蛋白编码基因受到miRNA的调控,表明miRNA是许多重要生物过程的“主调节器”。miRNA调控机制在生物体的多种生理和病理过程中都非常重要,包括细胞增殖、分化、凋亡以及疾病的发生和发展。[4]



通俗点说,如果DNA是生命的密码,那么mRNA就是密码本(用密码来合成蛋白质),miRNA就是撕密码本的一个设定(抑制调控)。


不要觉得“撕密码本”是一个坏行为,这是大大有利于生物多样性的一个机制,正是因为这个机制,动物才能比植物更复杂多样(植物只有“撕了”或“没撕”两种状态,动物的抑制更为复杂细化),双胞胎才能形成两个独立的不同的人。甚至可以说,人之所以能进化成人,多亏了miRNA。



mRNA和miRNA技术发展

对普通人有什么用?



别看这些生物医学的学术用语看起来一副阳春白雪、曲高和寡又不食人间烟火的样子,但是实际上与咱们普通人的生活和健康息息相关。此刻在村口北墙根儿晒太阳的老大爷,也正受益于mRNA和miRNA这些技术的进步,即使他“不知其然,也不知其所以然”。



mRNA技术在疫苗开发中取得了显著进展,特别是在COVID-19(新冠)疫苗的研发中。


mRNA疫苗通过传递编码病原体特定抗原的mRNA到宿主细胞,利用宿主细胞的机器生产抗原,从而激发免疫反应。mRNA疫苗的优点包括安全性高、生产效率快、易于修改以适应新的病毒变种等。[5]




miRNA作为潜在的生物标志物和治疗靶标,在疾病研究中越来越受到关注。


研究表明miRNA在溃疡性结肠炎(UC)的发病机制中扮演着重要角色,它们可以作为治疗靶点来修复肠道屏障。此外,miRNA模拟物和抑制剂在实验室研究中被用来增强或抑制特定miRNA的功能,这对于理解miRNA在疾病甚至癌症治疗中的作用以及开发新的治疗方法具有重要意义。[6]


蜉蝣于天地,万事皆备于我


这是一个最好的时代还是一个最坏的时代?我们很难定义。但是单从生物医学方面看,我们无疑生在了一个好时代——科技发展日新月异,未来有无限可能,一切皆可为我所用。


希望我们都能够“知其然,知其所以然”,不断开阔眼界,提升认知,及时调整思维方式,即使“寄蜉蝣于天地”,也能最大限度地享受这个时代带给我们的红利。



【参考资料文献】


[1]基因科普之DNA,https://www.cn-healthcare.com/articlewm/20210311/content-1197814.html

[2]基因科普之RNA,https://www.cn-healthcare.com/articlewm/20210410/content-1208585.html

[3]Messenger RNA (mRNA) Descrip...Messenger RNA, molecule in cells that carriescodes from the DNA in the nucleus to the sites ofprotein synthesis in the cytoplasm (the ribosomes)

[4]miRNA分析,https://www.thermofisher.cn/cn/zh/home/life-science/epigenetics-noncoding-rna-research/mirna-analysis.html

[5]Recent Advancements in mRNA Vaccines: From Target Selection to Delivery Systems

Zhongyan Wu,1, Weilu Sun,2, and Hailong Qi1,Published online 2024 Aug 1. doi: 10.3390/vaccines12080873

[6]miRNA 模拟物和抑制剂结合,https://www.thermofisher.cn/cn/zh/home/life-science/epigenetics-noncoding-rna-research/mirna-analysis/mirna-mimics-inhibitors.html


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