Нобелевский комитет объявил лауреатов премии по физиологии и медицине 2024 года. Награду получили американские ученые Виктор Эмброс и Гэри Равкан за открытие микроРНК и выявление нового принципа регуляции активности генов.
Информация, содержащаяся в наших хромосомах, действует как инструкция по эксплуатации для каждой клетки нашего организма. Каждая клетка имеет одну и ту же ДНК, но разные типы клеток, например мышечные и нервные, ведут себя по-разному. Как такое возможно? Ответ кроется в регуляции генов, которая позволяет каждой клетке выбирать только нужные инструкции.
Исследователи начали свою работу в конце 1980-х годов, изучая гены круглых червей C. elegans. Эти существа, несмотря на свои размеры (около 1 мм) и примитивность, демонстрируют впечатляющее многообразие различных типов клеток. Виктор Амброс и Гэри Рувкун пытались выяснить, какие именно гены контролируют время активации различных программ — и что гарантирует развитие различных типов клеток в нужное время. Им удалось обнаружить новый класс молекул — микроРНК. Сначала научное сообщество скептически отнеслось к открытию ученых, поскольку не было убедительных доказательств того, что этот механизм присущ и другим живым существам помимо C.elegans. Но уже в 2000 году ученые нашли микроРНК, которая встречается во всем животном мире, и доказали ее роль в управлении генетическими программами.
Их исследование показало, что в геноме человека также насчитывается более тысячи микроРНК, каждая из которых играет важнейшую роль в развитии и функционировании организмов. Процесс регуляции генов включает в себя несколько этапов. Генетическая информация переходит от ДНК к мессенджерной РНК (мРНК) в процессе, называемом транскрипцией, а затем эта мРНК переводится в белки.
Информацию, хранящуюся в хромосомах, можно сравнить с инструкцией для всех клеток организма. Каждая клетка содержит одни и те же хромосомы, а значит — одинаковый набор генов-инструкций. Тем не менее разные типы клеток — например, мышечные и нервные — имеют очень разные характеристики. За эти различия отвечает процесс, называемый регуляцией генов. «Он позволяет каждой клетке выбрать нужные инструкции и гарантирует, что активным будет правильный набор генов»,— пояснил Нобелевский комитет. Эмброс и Рувкун обнаружили, что микроРНК действуют, связываясь с мРНК, и тем самым блокируют производство белка. Это позволяет клеткам тонко регулировать свои функции в ответ на меняющиеся потребности организма
Ненадлежащая регуляция микроРНК может привести к таким серьезным заболеваниям, как рак и аутоиммунные расстройства. Исследователи продемонстрировали, что мутации в генах, кодирующих микроРНК, могут вызывать различные патологии человека, что подчеркивает их важнейшую роль в здоровье. Открытия Эмброса и Рувкуна открыли новые направления исследований в области регуляции генов. Правда, руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ Павел Волчков отметил, что для этого фундаментального открытия еще не найдено успешного практического применения. «В 2006 году Нобелевка по медицине была присуждена за открытие РНК-интерференции — эффекта гашения активности определенных генов. Это напрямую связано с исследованиями сегодняшних лауреатов»,— указывает господин Волчков. По его словам, фармакологические компании пытаются создать лекарственные препараты на основе интерферирующих технологий, но пока безуспешно. Так же обстоят дела и с применением микроРНК: «Мы пока не можем просчитать системное влияние работы с ними на живые организмы, но это не значит, что открытие плохое — это значит, что еще не настало его время».
По материалам СМИ
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии