Nobelova nagrada za fiziologiju i medicinu 2024. godine dodeljena je Viktoru Ambrozu i Geriju Ravkenu za otkriće mehanizma za manipulaciju genima u ćelijama.
Svaka ćelija u našem telu počinje istim skupom genetskih instrukcija, odnosno DNK. Ipak, samo neki od tih gena se izražavaju u svakoj ćeliji, što dovodi do proizvodnje proteina koji obavljaju jedinstvene funkcije ćelije. Nobelova nagrada je dodeljena juče američkim naučnicima koji su otkrili mikroRNK, molekul koji obavlja ovaj veoma važan regulatorni proces.
Njihovo otkriće otvorilo je novo polje u regulaciji gena. Ono objašnjava kako samo neki od mnogih genetskih instrukcija u DNK proizvode funkcionalne proteine u različitim ćelijama. Istraživanje je prvobitno sprovedeno na malom, okruglom crvu (Caenorhabditis elegans), ali je mehanizam od tada pronađen u genima ljudi i većine drugih životinja.
Jedan od dvojice nobelovaca, Viktor Ambros, deo svog rada obavio je na Harvardu, a trenuto je profesor prirodnih nauka na Medicinskom fakultetu Univerziteta Massachusetts Chan.
Drugi, i Gerij Ravken je svoje istraživanje sprovodio u isto vreme u Masachusetts General Hospital i Harvard Medical School, gde je sada profesor genetike.
„Ovo suštinsko otkriće mikroRNK uvelo je novi i neočekivani mehanizam regulacije gena“, rekao je Ole Kampe, potpredsednik Nobelovog komiteta za fiziologiju ili medicinu 2024, opisujući istraživanje na konferenciji za novinare u Stokholmu.
U ćelijama, geni se transkribuju u mRNK (poruku RNK), koja se zatim prevodi u proteine. Proteini obavljaju mnoge vitalne funkcije unutar svake ćelije, bilo da se radi o nervnom tkivu, mišićima ili imunološkom sistemu – ili bilo gde drugde.
Problemi sa funkcijom gena mogu dovesti do stanja poput raka, dijabetesa i autoimunih bolesti.
Još 60-ih godina prošlog veka, naučnici su otkrili da proteini poznati kao transkripciona faktori mogu vezati se za gene i kontrolisati koji njihove delovi se transkribuju u mRNK. Ovaj mehanizam se smatrao primarnim načinom regulacije gena. Međutim, kontrola gena pokazala se mnogo komplikovanija od toga.
Tokom 80-ih, Ambros i Ravken radili su zajedno kao postdoktorski saradnici u laboratoriji biologa Roberta Horvica, kome je dodeljena Nobelova nagradu za fiziologiju i medicinu 2002. godine za opisivanje genetske regulacije ćelijske smrti. Istraživanje je radio na istim crvima kao i Ambros i Ravken.
Istraživači koji su radili sa Caenorhabditis elegans, malim okruglim crvom, ranije su otkrili dva „mutantna“ genetska oblika koja su se razvijala na različite načine.
Jedan od gena, poznat kao lin-4, doveo je do formiranja većeg crva, dok je drugi gen, lin-14, rezultirao manjim. Viktor Ambros je pokazao da gen lin-4 negativno utiče na gen lin-14, ali način na koji to čini ostao je nejasan.
Problemi sa funkcijom gena mogu dovesti do stanja poput raka, dijabetesa i autoimunih bolesti.
Na Harvardu, Ambros je bio uporan uspe u svojoj nameri i „klonira“ gen lin-4, ali je to je razvilo veoma male RNK molekule koji su bili premali da bi proizveli proteine. U isto vreme, Ruvkun je proučavao gen lin-14 i otkrio da lin-4 ne blokira njegovu proizvodnju na nivou mRNK, već ometa njegovu translaciju u protein na nekom kasnijem nivou.
Ambros i Ruvkun su odlučili da uporede svoja otkrića i došli do toga da deo sekvencije RNK lin-4 odgovara kraju mRNK lin-14, koji se ne koristi za kodiranje proteina.
Ovo otkriće, koje pokazuje kako vezivanje RNK lin-4 na mRNK lin-14 sprečava njegovu proizvodnju proteina, predstavlja novi i revolucionarni mehanizam regulacije gena, koji orkestrira mikroRNK.
U početku su istraživači mislili da bi ovaj mehanizam mogao biti jedinstven samo za crve. Međutim, 2000. godine, Ravken je identifikovao drugu mikroRNK pod nazivom let-7 koja je prisutna kod ljudi i širom životinjskog carstva. Naučnici sada znaju da ljudi imaju više od 1.000 različitih mikroRNK gena i da većina gena regulišu mikroRNK.
Poremećaji ovih mikroRNK mreža smatraju se važnim faktorom u rastu raka, što ukazuje na potencijalne tretmane. Ključna istraživanja dobitnika Nobelove nagrade objavljena su u tri studije, uključujući dva rada objavljena 1993. godine i jedan objavljen 2000. godine.
Još 60-ih godina prošlog veka, naučnici su otkrili da proteini poznati kao transkripciona faktori mogu vezati se za gene i kontrolisati koje delove tih gena se transkribuju u mRNK. Ovaj mehanizam se smatrao primarnim načinom regulacije gena. Međutim, regulacija se pokazala komplikovanijom od toga.
„Bio sam zapanjen, iznenađen, oduševljen“ vestima o nagradi, rekao je Ambros na konferenciji za novinare nakon proglašenja dobitnika. Značaj otkrića mikroRNK je u tome što je naučnicima omogućilo da postanu svesni „veoma složenog i nijansiranog sloja regulacije putem kojeg geni i naše ćelije komuniciraju“, rekao je. Istakao je važnost laboratorijskih organizama kao što je skromni crvi koji su, kako je rekao, „apsolutni pokretači novih naučnih saznanja“.
Ambros je takođe napomenuo da su on i njegova supruga Rosalind „Candy“ Li, koja je sa njim sarađivala i koautorka je jednog od ključnih istraživanja, deca imigranata iz Poljske i Kine.
„Ovde sam… zbog nasleđa ljudi koji su došli pre nas“, rekao je Ambros.
Na konferenciji za novinare, Ravken je „nauka ispala sjajna u mnogo različitih dimenzija.“ Zahvalio je svojim kolegama iz laboratorije sa kojima je ranije radio, kojih je, kako je rekao, bilo verovatno oko 100 tokom 40 godina.
Tagovi
