Mikroribonukleīnskābes (mikroRNS) molekulām ir būtiska loma orgānu attīstībā. Zinātnieki norāda, ka gēnu regulēšanas sistēmu izpēte var palīdzēt cīņā ar dažādām slimībām.
Nobela prēmiju medicīnā šogad saņems Masačūsetsas Universitātes profesors Viktors Ambross (70) un Hārvarda Medicīnas skolas ģenētikas profesors Gērijs Ruvkuns (72).
BREAKING NEWS
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 7, 2024
The 2024 #NobelPrize in Physiology or Medicine has been awarded to Victor Ambros and Gary Ruvkun for the discovery of microRNA and its role in post-transcriptional gene regulation. pic.twitter.com/rg3iuN6pgY
Tieši viņi 90. gadu sākumā atklāja mikroRNS.
Pētījumi palīdzēja atšifrēt dažādu šūnu lietošanas instrukciju
Nobela komiteja norāda, ka mūsu orgāni un audi sastāv no daudziem dažādiem šūnu tipiem, kuru DNS glabājas identiska ģenētiskā informācija.
Hromosomās glabājamo informāciju var pielīdzināt visu mūsu ķermeņa šūnu lietošanas instrukcijai. Katrā šūnā ir vienas un tās pašas hromosomas, tātad katrā šūnā ir tieši tāds pats gēnu komplekts un tieši tāds pats instrukciju komplekts. Tomēr dažādiem šūnu tipiem, piemēram, muskuļu un nervu šūnām, ir ļoti atšķirīgas īpašības. Kā rodas šīs atšķirības? Atbildi sniedz gēnu regulācija, kas ļauj katrai šūnai izvēlēties tikai atbilstošas instrukcijas. Tas nodrošina, ka katrā šūnu tipā ir aktīvs tikai pareizais gēnu komplekts.
Tas ļauj, piemēram, muskuļu šūnām, zarnu šūnām un dažāda veida nervu šūnām veikt savas specializētās funkcijas. Turklāt gēnu aktivitāte ir pastāvīgi jāregulē, lai pielāgotu šūnu funkcijas mainīgajiem apstākļiem mūsu organismā un vidē.
Ja gēnu regulācija ir nepareiza, tas var izraisīt bīstamas slimības, piemēram, vēzi, diabētu vai autoimunitāti. Tāpēc gēnu aktivitātes regulācijas izpratne zinātniekiem bijis svarīgs mērķis daudzu gadu desmitu garumā.
Understanding the regulation of gene activity has been an important goal for many decades. If gene regulation goes awry, it can lead to serious diseases such as cancer, diabetes, or autoimmunity.#NobelPrize pic.twitter.com/lPskRiRXxR
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 7, 2024
Ambross un Ruvkuns interesējās par to, kā attīstās dažādi šūnu tipi. Viņi atklāja mikroRNS – jaunu mikro RNS molekulu klasi, kam ir izšķiroša nozīme gēnu regulēšanā.
Pētījumiem izmantoja nematodes tārpu
Nobela komiteja secina, ka viņu revolucionārais atklājums demonstrēja pilnīgi jaunu gēnu regulēšanas principu, kas izrādījās būtisks daudzšūnu organismiem, tostarp cilvēkiem. Tagad ir zināms, ka cilvēka genomā ir vairāk nekā tūkstotis mikroRNS. Ir pierādīts, ka mikroRNS ir būtiski svarīgas organismu attīstībai un funkcionēšanai.
90. gadu sākumā Ambross un Ruvkuns strādāja laboratorijā un pētīja šķietami necilo nematodes tārpu Caenorhabditis elegans, kas ir aptuveni 1 mm garš.
This year’s medicine laureates Victor Ambros and Gary Ruvkun studied a relatively unassuming 1 mm long roundworm, C. elegans.
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 7, 2024
Despite its small size, C. elegans possesses many specialised cell types such as nerve and muscle cells also found in larger, more complex animals,… pic.twitter.com/sUN7HxbzhA
Neraugoties uz nelielo izmēru, šim tārpam ir daudz specializētu šūnu tipu, piemēram, nervu un muskuļu šūnas, kas sastopamas arī daudz lielākiem, sarežģītākiem dzīvniekiem, tāpēc tie bija noderīgs modelis, lai pētītu, kā attīstās un nobriest daudzšūnu organismu audi. Ambrosu un Ruvkunu interesēja gēni, kas kontrolē dažādu ģenētisko programmu aktivizēšanās laiku, nodrošinot, ka dažādi šūnu tipi attīstās pareizajā laikā.
Nobela komiteja norāda: kad Ambross un Ruvkuns publicēja pirmos savu pētījumu rezultātus, zinātnieku aprindās tie tika uzņemti ar teju "apdullinošu klusumu".
Lai gan pētījumu rezultāti bija interesanti, neparastais gēnu regulēšanas mehānisms tika uzskatīts par konkrēto tārpu īpatnību, kas, visticamāk, nav attiecināma uz cilvēkiem un citiem sarežģītākiem dzīvniekiem.
Taču laika gaitā zinātniekiem ar jauniem pētījumiem izdevās pierādīt, ka šis mehānisms attiecas arī uz cilvēkiem. Turpmāko gadu laikā tika identificēti simtiem dažādu mikroRNS. Tagad mēs zinām, ka cilvēkiem ir vairāk nekā tūkstoš dažādu mikroRNS gēnu un ka gēnu regulācija ar mikroRNS ir universāla daudzšūnu organismu vidū.
Laureātiem pienākas arī naudas balva
Nobela prēmiju medicīnā pagājušogad saņēma ungāru izcelsmes amerikāniete Katalīna Kariko un amerikānis Drū Veismans par zinātnieku veiktajiem pētījumiem, kas ļāva izveidot mRNS vakcīnas pret COVID-19.
Nobela prēmijas saņēmēji iegūst arī 11 miljonus Zviedrijas kronu (ap 970 000 eiro) naudas balvu. To piešķir no 1896. gadā mirušā prēmijas dibinātāja, zviedru izgudrotāja Alfrēda Nobela fonda līdzekļiem.
Otrdien tiks paziņoti Nobela prēmijas fizikā ieguvēji, trešdien – ķīmijā, ceturtdien – literatūrā, bet piektdien kļūs zināms Nobela Miera prēmijas ieguvēja vārds. Nobela prēmijas ekonomikā laureātus paziņos pirmdien, 14. oktobrī.
