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作者 | 中国医学科学院基础医学研究所肿瘤生物学家 张宏冰教授

编辑 | 周亦川

2024年10月7日，2024年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），表彰他们发现了微小核糖核酸（microRNA，miRNA）及其在转录后基因调控中的作用。

miRNA如何被发现？运作机制如何？会对人类带来哪些影响？我们邀请到中国医学科学院基础医学研究所肿瘤生物学家张宏冰教授做深入解读。

miRNA的发现与运作机制

安布罗斯和鲁夫昆早在上世纪90年代，发现秀丽隐杆线虫中的一个基因并不编码蛋白质。相反，它编码了一个22个核苷酸的非编码微小RNA（miRNA），这个miRNA通过序列互补配对到一个基因信使RNA（mRNA）的3'非翻译区，在转录后水平上通过降解靶点mRNA或抑制其蛋白质翻译，对基因的表达进行负调控。由于这个miRNA仅在线虫中发现，尚无证据表明miRNA在其他生物体内普遍存在，直到鲁夫昆在秀丽隐杆线虫发现了另一个miRNA，这条miRNA在生物体包括人类普遍存在，才引起了众多的科学家关注，并且随着高通量和低成本DNA测序技术的迅猛发展，无数研究人员蜂拥而至参与发掘出数千个新miRNA，进入了当今火爆的包括miRNA在内的非编码RNA研究时代。

多细胞生物体如人类，由不同类型的细胞组成了多种组织和器官，虽然这些细胞含有相同的DNA遗传信息，而RNA表达调控却千变万化，是诺贝尔奖经常光顾的研究领域。安布罗斯和鲁夫昆的突破性发现挑战了脱氧核糖核酸（DNA）通过转录为RNA，然后将RNA翻译成蛋白质的遗传信息传递中心法则，揭示了细胞表达出不同的蛋白质、产生不同类型细胞、行使不同功能的机制。因此，miRNA对生物体的发育和功能至关重要，其异常调控可能参与癌症、心血管疾病、神经系统疾病等诸多疾病的发生发展。

miRNA的研究意义及前景

未来对miRNA的研究将聚焦在不同细胞和不同生理/病理状态下，调节miRNA表达的机制、miRNA的调控作用和对细胞功能的影响；解析miRNA结构和表达异常与癌症等疾病的因果关系。‌miRNA的结构变化和表达异常可成为疾病的诊断、预后判断、疗效监测生物标记物和治疗靶点。如何有效地抑制或激活特定的miRNA，优化miRNA合成和递送技术，降低miRNA不良反应将是今后药物研发‌重点。简而言之，这个miRNA基础研究成果有望帮助阐明多种疾病的发生机制，为疾病的诊断和治疗提供崭新视角。