2024-10-07 22:22:00

諾貝爾獎2024｜基因調控細胞的「小幫手」兩美科學家研miRNA獲諾醫學獎(更新)

22:20更新︰詳細內容及照片

2024年度諾貝爾獎今天開始公布，首個獎項醫學獎由美國發育生物學家安布羅斯(Victor Ambros)及美國分子生物學家魯夫坎(Gary Ruvkun)共同獲得。二人獲獎的核心是「微小核糖核酸」(microRNA、縮寫為miRNA)，除發現它的存在，也發現它是基因調控細胞的「關鍵幫手」。

瑞典卡羅琳醫學院表示，二人是因發現miRNA，以及發現它在轉錄後基因調控中的作用，而獲殊榮。大會文告指，人體內染色體就像一本給細胞看的說明書，指示它們該如何運作。一個人全身上下細胞有著相同的染色體，但為何肌肉及神經細胞等，會有不同特點？關鍵在於「基因調控」(gene regulation)，即細胞會揀選相關指令執行、各自啟用適合的基因。

諾貝爾醫學獎｜DNA訊息由「轉錄過程」傳給細胞

遺傳訊息會由DNA透過「轉錄過程」(transcription)傳給「信使核糖核酸」(mRNA)。mRNA這位「信差」接著便進入細胞交代訊息，細胞就會根據存儲在DNA中的遺傳指令製造出蛋白質。

這些「信差」又是如何選出？科學家在上世紀六十年代，發現一些特定蛋白質可結合至DNA中的特定區域，以決定應該生產怎樣的「信差」。科學家把這些特定蛋白質，稱為「轉錄因子」(transcription factors)，並確認出數千種，以為自此確定基因調控的主要原則。

諾貝爾醫學獎｜「轉錄因子」外還有miRNA

但至1993年，今年兩位諾貝爾獎得主發表令人意外的發現，揭示基因調控中原來還有另一層機制。他們早於八十年代後期從秀麗隱桿線蟲(C. elegans)上發現兩種基因突變株；安布羅斯之後再在其中一種內發現異常短的RNA分子，它並無生產蛋白質的編碼，卻又對另一個突變株起抑制作用，他將它稱為miRNA，可跟目標mRNA的特定序列互補，成為「細胞調節器」。魯夫坎的研究則加深了箇中理解。及至2000年，魯夫坎再發現另一種廣泛出現在人體及動物上的miRNA，激發大量相關研究，至今已有幾百種miRNA被發現。

諾貝爾醫學獎｜miRNA異常調節可致癌

安布羅斯和魯夫坎的研究，加深了科學家對基因及細胞的了解，亦有助研究癌症等疾病。目前已知miRNA在基因調控的作用，令愈來愈複雜的生物演化變得可能；若沒有miRNA，細胞和組織就無法正常發育；miRNA的異常調節可導致癌症，亦與人類患上先天性失聰、眼睛和骨骼異常等疾病有關。此外，若生成miRNA所需的其中一種蛋白質出現突變，會導致罕見的基因遺傳病「DICER1綜合症」，令罹患多種癌症風險上升。