Nobel w medycynie za odkrycie mikroRNA i jego roli w regulacji genów
Tegoroczną Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny otrzymali Victor Ambros i Gary Ruvkun za odkrycie mikroRNA i jego roli w regulacji genów. Pomogło to zrozumieć rozwój chorób autoimmunologicznych, nowotworów czy cukrzycy.
zdj. AdobeStock/JeanLuc
Zrozumienie regulacji aktywności genów było ważnym celem od dziesięcioleci. Komitet Noblowski stwierdził, że odkryte przez Ambrosa i Ruvkuna mikroRNA są „fundamentalnie ważne dla rozwoju i funkcjonowania organizmów”.
„Jeśli regulacja genów pójdzie nie tak, może to prowadzić do poważnych chorób, takich jak rak, cukrzyca lub autoimmunizacja. Komórki i tkanki nie rozwijają się normalnie bez mikroRNA. Nieprawidłowa regulacja może przyczyniać się do powstawania nowotworów, a wykryte u ludzi mutacje w genach kodujących mikroRNA powodują takie schorzenia jak wrodzona utrata słuchu, zaburzenia wzroku i układu kostnego” – wskazano w uzasadnieniu nagrody.
Komórki naszego organizmu zawierają ten sam zestaw genów, a jednak różnią się pod względem budowy i funkcji. Dzieje się tak dzięki mechanizmom służącym do specyficznej aktywacji genów – różnych w komórkach różnych tkanek.
Victor Ambros i Gary Ruvkun odkryli zupełnie nowy mechanizm regulacji aktywności genów. Wcześniej znane były jedynie tzw. czynniki transkrypcyjne – białka przyłączające się do sekwencji danego genu i regulujące proces jego transkrypcji, czyli przepisywania informacji zawartej w DNA na informacyjne RNA (mRNA). Na bazie mRNA tworzone są w komórce białka.
– Odkryliśmy coś bardzo podstawowego – rolę pewnej części materiału genetycznego, który ma funkcję regulatora. To sprawia, że mamy przed sobą nieograniczone perspektywy, a to, jak ta wiedza zostanie wykorzystana, zależy od tego, co z nią zrobimy. Może np. uda się stworzyć leki, które zmniejszą częstość występowania niektórych chorób, np. choroby Parkinsona czy choroby Alzheimera. To wspaniałe, że czynimy odkrycia na tak podstawowym poziomie, bo wtedy perspektywy są dużo większe – ocenił w rozmowie z serwisem Zdrowie PAP płk prof. dr hab. n. med. i n. o zdr. Paweł Krzesiński, kierownik Kliniki Kardiologii i Chorób Wewnętrznych Wojskowego Instytutu Medycznego.
Jego zdaniem odkrycie tegorocznych noblistów można potraktować jako wstęp do dalszych działań. Bez tej wiedzy nie byłoby możliwe zrobienie kolejnego kroku – wykorzystania tych cząsteczek do diagnostyki, do produkcji leków, a może nawet leczenia niektórych chorób.
Warto przypomnieć, że odkrycie mikroRNA miało miejsce w 1993 roku, naukowcy mieli więc sporo czasu na rozwinięcie tej wiedzy.
– Na chwilę obecną mamy już leki oparte na tej cząsteczce, które są stosowane np. w zapaleniu wątroby. Ale jednocześnie wciąż prowadzone są badania w innych chorobach, np. związanych z przerostem mięśnia sercowego i być może znajdziemy w końcu sposób na zahamowanie tej patologii. Różne cząsteczki mikroRNA spotykane są także w schorzeniach nefrologicznych: w zapaleniach kłębuszków czy cewek nerkowych, ale również w chorobach neurologicznych i chorobach neurodegeneracyjnych – w jednych mamy ich zbyt dużo, w innych zbyt mało. Dokładne poznanie tych mechanizmów, tego, gdzie one się dokładnie znajdują, być może pomoże nam w opracowaniu leków na te choroby – mówił podczas briefingu w centrum prasowym Tygodnia Noblowskiego płk prof. dr. hab. n. med. i n. o zdr. Arkadiusz Lubas z Kliniki Chorób Wewnętrznych, Nefrologii Wojskowego Instytutu Medycznego.
W ubiegłym roku nagrodę w dziedzinie fizjologii lub medycyny otrzymali: węgierska biochemiczka Katalin Karikó i amerykański biolog molekularny Drew Weissman – za odkrycia umożliwiające opracowanie szczepionek przeciwko COVID-19. Komitet Noblowski ocenił, że ich zastosowanie pozwoliło uratować życie milionów ludzi, a jeszcze więcej osób uchroniło przed ciężkim przebiegiem choroby.
– Choć nazwa cząsteczek nagrodzonych w ubiegłym i w tym roku jest bardzo podobna, to różnią się one zarówno wielkością, jak i funkcją: mRNA, które mieliśmy w szczepionkach, kodowało konkretnie pewien fragment wirusa. Wszczepienie mRNA w postaci szczepionki spowodowało zatem produkcję białka wirusa, dzięki czemu organizm mógł się uodpornić. To jest więc funkcja wykonawcza. Natomiast mikroRNA ma funkcję regulatoratorową. Po jego wszczepieniu nie powstanie więc od razu białko, lecz cząsteczka będzie regulowała pewne procesy. Jakie, to zależy od tego, jakie to mikroRNA wszczepimy – tłumaczy prof. Lubas.
Polski wątek w tegorocznym Noblu
Jeden z tegorocznych noblistów w dziedzinie medycyny, Victor Ambros, ma polskie pochodzenie. Jego ojciec wyemigrował z Polski do USA w 1946 r. W maju 2013 r. na łamach „Journal of Cell Biology” wspominał: „Byłem pierwszym naukowcem w mojej rodzinie. Mój tata był imigrantem z Polski. Przybył do Stanów Zjednoczonych tuż po drugiej wojnie światowej i spotkał moją mamę. Pobrali się, przeprowadzili na farmę w Vermont i zaczęli uprawiać ziemię. Moje rodzeństwo i ja dorastaliśmy pośród krów i świń, i pomagaliśmy siać i zbierać kukurydzę, w pracach tego rodzaju”.
Obecnie Victor Ambros jest profesorem University of Massachusetts Medical School w Worcester w stanie Massachusetts w USA.
Drugi tegoroczny laureat Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny Gary Bruce Ruvkun urodził się w marcu 1952 r. w Berkeley w stanie Kalifornia w USA. Jest biologiem molekularnym w Massachusetts General Hospital i profesorem na Harvard Medical School w Bostonie.
Monika Grzegorowska, zdrowie.pap.pl
