0
Американските учени Виктор Амброс и Гари Ръвкън си поделят тазгодишната Нобелова награда за физиология или медицина за откриването на микроРНК - основен принцип, който определя как се регулира активността на гените, съобщи Nobelprize.org.
Информацията, съхранявана в нашите хромозоми, може да бъде оприличена на ръководство с инструкции за всички клетки в нашето тяло. Всяка клетка съдържа едни и същи хромозоми. Това означава, че всяка клетка съдържа абсолютно същия набор от гени и абсолютно същия набор от инструкции. Въпреки това различните видове клетки, като например мускулните и нервните, имат много различни характеристики. Как възникват тези различия? Отговорът се крие в генната регулация, която позволява на всяка клетка да избира само съответните инструкции. Това гарантира, че във всеки тип клетки е активен само правилният набор от гени.
Интересът на Виктор Амброс и Гари Ръвкън е насочен към това как се развиват различните типове клетки. Те откриват микроРНК - нов клас малки РНК молекули, които играят решаваща роля в генната регулация.
Тяхното революционно откритие разкрива напълно нов принцип на генна регулация, който се оказва от съществено значение за многоклетъчните организми, в това число и хората.
Генетичната информация протича от ДНК към информационната РНК (иРНК) чрез процес, наречен транскрипция, и след това към клетъчната "машинария" за производство на протеини. Там иРНК се транслират, така че да се произвеждат протеини в съответствие с генетичните инструкции, записани в ДНК.
От средата на 20-и век няколко от най-фундаменталните научни открития обясняват как работят тези процеси, посочва БТА.
Отговорът се крие в прецизното регулиране на активността на гените, така че само правилният набор от гени да е активен във всеки специфичен тип клетка. Това, например, позволява на мускулните клетки, чревните клетки и различните видове нервни клетки да изпълняват своите специализирани функции. Освен това активността на гените трябва да се регулира непрекъснато, за да се адаптират клетъчните функции към променящите се условия в нашето тяло и околната среда. Ако генната регулация се обърка, това може да доведе до сериозни заболявания като рак, диабет или автоимунитет. Ето защо разбирането на регулирането на генната активност е важна цел от много десетилетия.
През 60-те години на миналия век е установено, че специализирани протеини, известни като транскрипционни фактори, могат да се свързват със специфични региони в ДНК и да контролират потока на генетичната информация, като определят кои иРНК да се произвеждат. Оттогава са идентифицирани хиляди транскрипционни фактори и дълго време се смяташе, че основните принципи на генната регулация са разгадани.
През 1993 г. обаче тазгодишните Нобелови лауреати публикуват неочаквани открития, описващи ново ниво на генна регулация, което се оказва изключително значимо и запазено през цялата еволюция.
Изследване на малък червей води до голям пробив.
В края на 80-те години на миналия век Виктор Амброс и Гари Ръвкън изучават сравнително невзрачния кръгъл червей - C. elegans с дължина 1 милиметър. Въпреки малкия си размер, той притежава много специализирани клетъчни типове като нервни и мускулни клетки, които се срещат и при по-големи и по-сложни животни. Поради тази причина червеят е полезен модел за изследване на това как се развиват и съзряват тъканите в многоклетъчните организми.
Амброс и Ръвкън се интересуват от гени, които контролират времето на активиране на различни генетични програми, като гарантират, че различните клетъчни типове се развиват в точното време. Те изследват два мутантни щама червеи - lin-4 и lin-14, които показват дефекти във времето на активиране на генетичните програми по време на развитието. Лауреатите искат да идентифицират мутиралите гени и да разберат тяхната функция. Амброс и Ръвкън са заинтригувани от тези мутанти и потенциалната им връзка и се заемат да разрешат тези загадки.
В хода на работата си двамата правят неочаквани открития. В крайна сметка те откриват нов принцип на генна регулация, който се осъществява от непознат дотогава вид РНК - микроРНК. Резултатите са публикувани през 1993 г. в две статии в списание "Сел" (Cell).
В началото необичайният механизъм на генна регулация е смятан за особеност на въпросния червей, която вероятно няма отношение към хората и други по-сложни животни.
Това схващане се променя през 2000 г., когато изследователската група на Ръвкън публикува друго откритие. Статията предизвиква голям интерес и през следващите години са идентифицирани стотици различни микроРНК.
Днес е известно, че при хората има повече от хиляда гена за различни микроРНК и че генната регулация чрез микроРНК е универсална сред многоклетъчните организми.
Регулацията на гените чрез микроРНК, разкрита за първи път от Амброс и Ръвкън, е действала в продължение на стотици милиони години. Този механизъм е позволил еволюцията на все по-сложни организми. От генетичните изследвания е известно, че клетките и тъканите не се развиват нормално без микроРНК.
Неправилната регулация от страна на микроРНК може да допринесе за появата на рак, а при хората са открити мутации в гените, кодиращи микроРНК, които причиняват състояния като вродена загуба на слуха, очни и скелетни нарушения. Мутациите в един от протеините, необходими за производството на микроРНК, водят до синдрома DICER1 - рядък, но тежък синдром, свързан с рак на различни органи и тъкани.
Тази година паричната равностойност на наградата е 11 милиона крони (около 985,000 щатски долара). Тя се поделя между двамата лауреати.
Миналата година Каталин Карико и Дрю Уайсман спечелиха Нобеловата награда за физиология или медицина за откритията им, свързани с модификации на нуклеотидни бази, които позволиха разработването на иРНК ваксините срещу КОВИД-19.
Напиши коментар