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2024 诺贝尔生理学或医学奖:microRNA大放异彩!

时间:2024-10-17

2024年10月7日,瑞典卡罗琳医学院宣布,将2024年诺贝尔生理学或医学奖授予两位美国科学家维克托·安布罗斯(Victor Ambros)和加里·鲁夫昆(Gary Ruvkun),以表彰他们发现微RNA(微核糖核酸,microRNA)及其在转录后基因调控中的作用。

早在1989年,科学家Victor Ambros在线虫(C. elegans)中发现了一个名为lin-4的基因,该基因能够抑制另一个基因lin-14的表达。这一发现暗示了lin-4可能表达一种调控蛋白质,但随后的研究揭示,lin-4的产物实际上是一个长度只有22个核苷酸的RNA分子。1993年,Victor的学生Rosalind Lee和Phonda Feinbaum成功克隆出lin-4基因,并确认其产物是一种非编码RNA,即microRNA。

1993 年,Ambros 和 Ruvkun 分别发表论文,解释了这个神奇的控制过程。他们发现 lin-4 RNA 就像一把钥匙,能够与 lin-14 基因产生的信使 RNA(也就是 mRNA,注意其缩写容易与 microRNA 混淆)的某些部分完美匹配。当这把“钥匙”插入“锁孔”后,就会阻止 lin-14 产生蛋白质。

直到 2000 年,Ruvkun 的实验室发现了名为 let-7 的第二个微小 RNA。让科学家们兴奋的是,let-7 不仅存在于线虫中,还在人类和其他动物中被发现。

microRNA是真核生物中广泛存在的一种长约21到23个核苷酸的RNA分子。它们通常来源于一些从DNA转录而来但无法进一步转译成蛋白质的RNA(非编码RNA) 。microRNA通过与靶信使核糖核酸(mRNA)特异结合,从而抑制转录后基因表达。这种抑制作用在调控基因表达、细胞周期、生物体发育时序等方面起着重要作用。

科学家们已发现,microRNA的异常与多种疾病有关,包括癌症、心脏病和神经系统疾病等。这为疾病的诊断和治疗提供了新的思路,在诊断方面,某些microRNA可以作为疾病的生物标志物。

例如,通过检测血液中某些microRNA 的水平,医生可能在未来更早地发现某些癌症,这种无创的检测方法有望革新疾病的早期诊断。目前研究microRNA的方法主要是realtime-PCR、生物芯片技术以及高通量测序技术。

传统的TRIzol及其它常用的RNA提取试剂盒提取的是较大分子的RNA,包括rRNA和mRNA,但对microRNA的提取效果显著不佳。

新辉生物通过专利技术合成具有特殊结构的硅磁聚体吸附microRNA,并利用硅磁聚体可逆磁响应的物理性质富集和清洗非特异性结合的杂质和盐,使用洗脱液将纯化后的microRNA从硅磁聚体中分离,得到满足下游检测需求的microRNA。搭配新辉生物开发的基于接头自连产物去除专利技术的微量micro RNA文库构建试剂盒,最终可制备出适用于MGI或illumina测序平台的文库样本。

micro RNA在生物科技产业中具有重要作用。利用micro RNA可以研发多种药物和疫苗,如治疗各类肝炎和各种癌症的药物。在作物方面,micro RNA也具有巨大的生产潜力,其在农作物性状改良和抗逆境方面可作为潜在靶标应用于遗传育种和生产。