Królewska Szwedzka Akademia Nauk ogłosiła tegorocznych laureatów Nagrody Nobla z medycyny i fizjologii. Nagrodą uhonorowani zostali Victor Ambros i Gary Ruvkun za odkrycie mikroRNA i jego roli w potranskrypcyjnej regulacji genów.
Przyznanie Nagrody Nobla z medycyny i fizjologii tradycyjnie rozpoczyna Tydzień Noblowski. Jutro poznamy laureata bądź laureatów z fizyki, a w środę z chemii. W czwartek poznamy nazwisko laureata literackiej Nagrody Nobla, a w piątek Norweski Komitet Noblowski poinformuje o przyznaniu Pokojowej Nagrody Nobla. W następny poniedziałek poznamy laureata lub laureatów tzw. ekonomicznego Nobla, jedynej nagrody, której w swoim testamencie nie wymienił fundator nagrody Alfred Nobel. Nagrodę przyznaje Centralny Bank Szwecji.
Nagroda Nobla 2024 z medycyny i fizjologii
Tegoroczną Nagrodę Nobla z fizjologii i medycyny otrzymali Victor Ambros i Gary Ruvkun za odkrycie mikroRNA i jego roli w potranskrypcyjnej regulacji genów.
Wiadomo obecnie, że ludzki genom koduje ponad tysiąc jednoniciowych cząsteczek mikroRNA. Mają one fundamentalne znaczenie dla rozwoju i funkcjonowania organizmów. Tegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny honoruje dwóch naukowców za odkrycie kluczowej zasady dotyczącej sposobu regulacji aktywności genów.
Victor Ambros i Gary Ruvkun odkryli mikroRNA, klasę maleńkich cząsteczek RNA. To przełomowe odkrycie ujawniło zupełnie nową zasadę regulacji genów, która okazała się niezbędna dla organizmów wielokomórkowych, w tym ludzi. Komórki i tkanki nie rozwijają się prawidłowo bez mikroRNA. Nieprawidłowa regulacja może przyczyniać się do chorób nowotworowych. Stwierdzono też, że mutacje w genach kodujących mikroRNA, mogą powodować takie schorzenia, jak wrodzona utrata słuchu czy zaburzenia wzroku.
Regulacja genów
Informacje przechowywane w naszych chromosomach można porównać do instrukcji obsługi wszystkich komórek w naszym ciele. Każda komórka zawiera te same chromosomy, czyli dokładnie ten sam zestaw genów i instrukcji. Jednak różne typy komórek, takie jak komórki mięśniowe i nerwowe, mają bardzo różne cechy. Skąd biorą się te różnice? Odpowiedź leży w regulacji genów, która pozwala każdej komórce wybierać tylko odpowiednie instrukcje. To zapewnia, że tylko właściwy zestaw genów jest aktywny w każdym typie komórki.
Victor Ambros i Gary Ruvkun byli zainteresowani tym, jak rozwijają się różne typy komórek. W swoich badaniach odkryli mikroRNA, nieznaną wówczas klasę maleńkich cząsteczek RNA, które odgrywają kluczową rolę w regulacji genów. Ich przełomowe odkrycie ujawniło zupełnie nową zasadę dotyczącą regulacji genów, która okazała się niezbędna dla organizmów wielokomórkowych. Obecnie wiadomo, że ludzki genom koduje ponad tysiąc mikroRNA. Ich zaskakujące odkrycie ujawniło zupełnie nowy wymiar regulacji genów.
MikroRNA okazały się być fundamentalne dla rozwoju i funkcjonowania organizmów. Badacze odkryli kluczowy mechanizm regulacyjny stosowanego w komórkach do kontrolowania aktywności genów. Informacje genetyczne przepływają z DNA do informacyjnego RNA (mRNA) poprzez proces zwany transkrypcją, a następnie do maszynerii komórkowej do produkcji białek. Tam mRNA są tłumaczone, tak aby białka były wytwarzane zgodnie z instrukcjami genetycznymi zapisanymi w DNA.
Od połowy XX wieku kilka najbardziej fundamentalnych odkryć naukowych wyjaśniło, jak działają te procesy. Nasze organy i tkanki składają się z wielu różnych typów komórek, wszystkie z identyczną informacją genetyczną zapisaną w ich DNA. Jednak te różne komórki wyrażają unikalne zestawy białek. Wszystko dzięki precyzyjnej regulacji aktywności genów, tak aby tylko właściwy zestaw genów był aktywny w każdym konkretnym typie komórek.
Umożliwia to, na przykład, komórkom mięśniowym, jelitowym i różnym typom komórek nerwowych wykonywanie ich specjalistycznych funkcji. Ponadto, aktywność genów musi być stale dostrajana, aby dostosować funkcje komórkowe do zmieniających się warunków w naszych ciałach i środowisku. Jeśli regulacja genów pójdzie nie tak, może to prowadzić do poważnych chorób, takich jak rak czy cukrzyca. Dlatego zrozumienie regulacji aktywności genów było ważnym celem przez wiele dziesięcioleci.
W latach 60. wykazano, że wyspecjalizowane białka, znane jako czynniki transkrypcyjne, mogą wiązać się ze specyficznymi regionami DNA i kontrolować przepływ informacji genetycznej, określając, które mRNA są wytwarzane. Od tego czasu zidentyfikowano tysiące czynników transkrypcyjnych i przez długi czas uważano, że główne zasady regulacji genów zostały rozwiązane. Jednak w 1993 r. Victor Ambros i Gary Ruvkun opublikowali swoje odkrycia opisujące nowy poziom regulacji genów, który okazał się fundamentalny w całej ewolucji.
Nagroda Nobla 2023 z medycyny i fizjologii
W ubiegłym roku Nagrodę Nobla z medycyny i fizjologii otrzymali Katalin Karikó i Drew Weissman „za odkrycia dotyczące modyfikacji zasad azotowych nukleozydów, które umożliwiły opracowanie skutecznych szczepionek mRNA przeciwko COVID-19”.
Odkrycia Katalin Karikó i Drew Weissmana odegrały kluczową rolę w opracowaniu skutecznych szczepionek mRNA przeciwko COVIC-19 podczas pandemii, która rozpoczęła się na początku 2020 r. Dzięki swoim badaniom ubiegłoroczni laureaci zasadniczo zmienili nasze rozumienie interakcji mRNA z układem odpornościowym. Odkrycia te przyczyniły się do bezprecedensowego tempa rozwoju szczepionek w okresie jednego z największych zagrożeń dla zdrowia ludzkiego w czasach współczesnych.
Katalin Karikó i Drew Weissman odkryli, że mRNA o zmodyfikowanych zasadach można wykorzystać do blokowania aktywacji reakcji zapalnych i zwiększania produkcji białek podczas dostarczania mRNA do komórek. Wyniki tych badań ukazały się w przełomowym artykule z 2005 r., jednak wówczas nie poświęcono mu zbyt wiele uwagi. Mimo to prace te położyły podwaliny pod niezwykle ważne osiągnięcia, które posłużyły ludzkości podczas pandemii COVID-19. Ich odkrycia doprowadziły do zatwierdzenia pod koniec 2020 r. dwóch bardzo skutecznych szczepionek przeciwko chorobie opartych na mRNA. Szczepionki te uratowały życie milionów osób.
Do wytwarzania szczepionek zawierających całe wirusy, białka i wektory potrzeba hodowli komórkowej na dużą skalę. To proces wymagający dużych zasobów, co ogranicza możliwości szybkiej produkcji szczepionek w odpowiedzi na epidemie i pandemie. Dlatego badacze od dawna próbowali opracować technologie szczepionek niezależne od hodowli komórkowej.
Więcej na temat ubiegłorocznej nagrody oraz jej laureata w tekście: Nagroda Nobla z fizjologii lub medycyny. „Wszyscy podkreślali, że to eksperyment, ale konieczny do przeprowadzenia”
Nagrody Nobla z medycyny i fizjologii
Dotychczas przyznano 114 Nagród Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny i otrzymało ją 227 naukowców. Jeszcze nikt nie otrzymał Nagrody Nobla z tej dziedziny dwukrotnie. Uhonorowano nią tylko 13 kobiet.
Regulamin Nagrody Nobla mówi, że można nią uhonorować maksymalnie trzy osoby. W bazie danych nominacji można znaleźć interesujące ciekawostki na temat nagrody. Na przykład, Zygmunt Freud był aż 32 razy nominowany, ale nigdy jej nie otrzymał. Od 50 lat nominacje są utrzymywane w tajemnicy.
Najmłodszym laureatem był Frederick G. Banting, który otrzymał nagrodę w 1923 roku w wieku 31 lat za odkrycie insuliny. Najstarszym natomiast był Peyton Rousa, który został wyróżniony prestiżową nagrodą w 1966 roku za odkrycie wywołujących nowotwór wirusów. Miał wtedy 87 lat.
W ubiegłym roku Fundacja Noblowska podwyższyła wartość Nagrody Nobla z 10 do 11 mln koron szwedzkich. To w przeliczeniu daje około miliona euro. Laureaci otrzymają także medal oraz dyplom.
Źródło: nobelprize.org, fot. Adam Baker/ Wikimedia Commons/ CC BY 2.0