Нобелевская премия по физиологии и медицине 2024 года была присуждена двум исследователям — Виктору Амбросу из медицинской школы Массачусетского университета и Гэри Рувкуну из Гарвардской медицинской школы и Массачусетской больницы общего профиля. Ученые получили эту награду за свои работы по изучению молекул микроРНК, которые играют ключевую роль в контроле производства белков клетками. Объявление лауреатов состоялось на Нобелевской ассамблее в Каролинском институте в Стокгольме, Швеция. Оба ученых разделят между собой призовой фонд в 11 миллионов шведских крон (более 10 миллионов долларов США).
Исследования Амброса и Рувкуна пролили свет на то, как, несмотря на наличие одинаковой ДНК в каждой клетке, они могут производить различные белки и отличаться по своим свойствам. Например, нервные и мышечные клетки выполняют совершенно разные функции.
«Открытие микроРНК стало важнейшим шагом в понимании нового механизма регуляции генов», — отметил Олле Кемпе, заместитель председателя Нобелевского комитета по физиологии и медицине. «Эти молекулы имеют огромное значение для нашего понимания эмбриологического развития, нормальной клеточной физиологии и таких заболеваний, как рак».
Внутри ядра клетки генетическая информация хранится в виде двухцепочечной молекулы ДНК. Для синтеза белков, отвечающих за множество функций в клетках, участок ДНК (ген) копируется для получения одноцепочечной молекулы, известной как мессенджерная РНК (мРНК). Эта мРНК служит «связующим звеном», передавая инструкции по созданию белка механизмам, производящим белки в клетках.
«Вопрос заключается в том, что определяет, какие гены будут транскрибированы в мРНК и затем переведены в соответствующие белки в нужное время?», — объясняет Кемпе. Ранее учёные полагали, что ответ на этот вопрос связан с белками, называемыми транскрипционными факторами, которые связываются с ДНК и регулируют процесс транскрипции мРНК. Однако Амброс и Рувкун независимо друг от друга обнаружили, что всё обстоит иначе.
В своих исследованиях круглого червя C.elegans учёные в начале 1990-х годов сделали ключевые открытия. Они выявили, что микроРНК, представляющие собой небольшие фрагменты РНК, могут напрямую связываться с мРНК, предотвращая её распознавание механизмами, отвечающими за синтез белков.
«Долгое время микроРНК считались случайным открытием, характерным лишь для C.elegans, — отметил Кемпе. — Однако позже было найдено множество новых микроРНК, и сейчас у человека известны более тысячи генов, отвечающих за различные микроРНК. Исследования также показали, что микроРНК не только блокируют синтез белков, но и могут вызывать распад мРНК.
Учёные сделали ещё много других открытий. «Каждая микроРНК регулирует несколько мРНК, а каждая мРНК часто управляется множеством различных микроРНК, создавая надёжную систему регуляции генов», — добавил Кемпе. Амброс и Рувкун хорошо знакомы, так как проводили совместные исследования в лаборатории Роберта Хорвица, который стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2002 году.
Профессор Венки Рамакришнан, удостоенный Нобелевской премии по химии в 2009 году за работы по изучению структуры белкового аппарата клетки, выразил одобрение по поводу новостей о лауреатах. «Это заслуженная и долгожданная награда, подтверждающая, что микроРНК могут регулировать экспрессию генов в различных типах клеток, открывая совершенно новую область биологии», — сказал он. Однако Рамакришнан также выразил сожаление о том, что Дэвид Болкомб, чья лаборатория обнаружила аналогичные механизмы у растений и разделил с Амбросом и Рувкуном премию Ласкера в 2008 году, не был включён в список лауреатов.
Томас Перлманн, генеральный секретарь Нобелевской ассамблеи, сообщил, что ему удалось дозвониться до Рувкуна в США, разбудив его. «Сначала ответила его жена, и прошло немало времени, прежде чем он смог подойти к телефону. У него был очень усталый голос, но он обрадовался, когда понял, о чём идёт речь», — рассказал Перлманн, добавив, что пока не удалось связаться с Амбросом. Лауреаты Нобелевской премии по физике и химии будут объявлены в течение этой недели.
Кроме того, ранее другой группе учёных удалось создать первую модель всего мозга плодовой мушки, что может произвести революцию в нейробиологии и помочь понять, как мозг управляет поведением. Ученым потребовались годы для составления карты связей всех 139 255 нейронов и 50 миллионов соединений в мозге мухи размером с маковое зерно. В ходе работы было классифицировано более 8,4 тысячи различных типов клеток.