Нобелевскую премию по физиологии присудили за открытие микроРНК

Лауреатом Нобелевской премии по физиологии или медицине в 2024 году стали Виктор Эмброс (Victor Ambros) и Гэри Равкан (Gary Ruvkun). Премию присудили за открытие микроРНК и ее роль в посттранскрипционной регуляции генов. За церемонией объявления лауреатов можно следить в прямом эфире на сайте Нобелевского комитета.

Разные клетки организма несут одни и те же гены, но при этом выполняют разные функции и производят уникальные наборы белков. Это возможно благодаря тому, что активность генов регулируется на разных этапах: начиная от того, какие вообще гены будут экспрессироваться и насколько активно, заканчивая тем, какие белки получатся на выходе. За то, какие гены будут экспрессироваться, отвечают факторы транскрипции — белки, которые связываются с ДНК перед тем, как гены начнут экспрессироваться. Их открыли в 1960-х годах.

В 1993 году Виктор Эмброс и Гэри Равкан описали еще один механизм генной регуляции, в котором задействованы очень маленькие молекулы РНК, длиной 18–25 нуклеотидов, которые так и назвали — микроРНК. Их открыли во время исследований с мутантными нематодами Caenorhabditis elegans, у которых время запуска генетических программ во время развития было нарушено. У одних червей мутация затрагивала ген lin-14, у других — ген lin-4. Сначала Эмброс выяснил, что lin-4, по-видимому, блокирует активность lin-14, но было не ясно — как.

Дальнейший анализ мутанта lin-4 показал, что он не кодирует белок, а вместо этого производит очень короткую молекулу РНК. А Равкун обнаружил, что lin-4 регулирует lin-14 уже после того, как произошла транскрипция, то есть после образования молекулы мРНК. Дополнительные эксперименты двух ученых показали, что микроРНК lin-4 комплементарна небольшой последовательности в мРНК lin-14 — и, связываясь с ней, блокирует производство белка. Именно этот механизм регуляции генов и был описан в статье 1993 года.

Впрочем, какое-то время этот механизм считался характерными только для C. elegans. Спустя семь лет Равкун с коллегами открыли еще одну микроРНК, ген которой присутствует в том числе и у людей. С тех пор ученые стали находить все новые и новые микроРНК человека — и на сегодня известно около двух тысяч генов, кодирующих их. Также стало ясно, что одна и та же микроРНК может связываться с разными мРНК, а экспрессия одного гена, в свою очередь, может регулироваться разными микроРНК.

Мутации в генах, кодирующих микроРНК, могут приводить к врожденным заболеваниям, а их аномальная регуляция — способствовать развитию рака.

В прошлом году Нобелевскую премию по физиологии или медицине получили Каталин Карико и Дрю Вайсман, которые придумали, как модифицировать вирусную мРНК для создания мРНК-вакцин. Такие вакцины стали широко известны во время пандемии коронавируса — тогда компания Pfizer в коллаборации с BioNTech, вице-президентом которой была Карико, и компания Moderna создали свои мРНК-вакцины.

А первая Нобелевская премия по физиологии или медицине в 1901 году была присуждена Эмилю фон Берингу за разработку сывороточной терапии, применяемой в первую очередь при дифтерии.