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剛剛赂乐！北京時間今天17:30，諾獎委員會宣布將2024年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予維克多·安布羅斯 （Victor Ambros） 和加里·魯夫昆 （Gary Ruvkun）骚揍，由于其發(fā)現(xiàn) microRNA 及其在轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控中的作用。

在1960年代邑跪，研究揭示了轉(zhuǎn)錄因子——一類特殊蛋白質(zhì)城搀，能夠與DNA的特定區(qū)域結(jié)合抚送，并通過調(diào)控mRNA的產(chǎn)生來控制遺傳信息的流向泛倦。自此之后辽松，已鑒定出數(shù)千種轉(zhuǎn)錄因子，人們一度認為基因調(diào)控的主要機制已被揭開习环。

然而裸努，1993年，一項出乎意料的發(fā)現(xiàn)芍规，揭示了基因調(diào)控的新層面垃桨，這一層面在進化過程中既關(guān)鍵又保守。

1980年代后期翰倡，在Robert Horvitz實驗室器赦，Victor Ambros和Gary Ruvkun作為博士后研究員，與Sydney Brenner和John Sulston一同工作吹似，專注于研究1毫米長的秀麗隱桿線蟲C. elegans刚垦。

他們研究了兩種突變?nèi)湎x菌株lin-4和lin-14，這兩種菌株在發(fā)育過程中表現(xiàn)出遺傳程序激活時間的缺陷属瓣。他們的目標是識別突變基因并揭示其功能载迄。

Ambros此前已證明lin-4基因似乎是lin-14基因的負調(diào)節(jié)因子讯柔，但lin-14活性被阻斷的具體機制尚不清楚抡蛙。

帶著對這些突變體及其潛在關(guān)系的濃厚興趣，Ambros和Ruvkun開始解開這些謎團魂迄。

博士后研究結(jié)束后粗截，Ambros在哈佛大學新成立的實驗室中進一步分析了lin-4突變體。通過有系統(tǒng)的作圖捣炬，他們成功克隆了該基因熊昌，并意外發(fā)現(xiàn)lin-4基因產(chǎn)生一個異常短的RNA分子，該分子缺乏蛋白質(zhì)編碼序列湿酸。這些驚人的結(jié)果表明婿屹，來自lin-4的這種小RNA負責抑制lin-14。

與此同時推溃，Gary Ruvkun在麻省總醫(yī)院和哈佛醫(yī)學院新成立的實驗室中研究了lin-14基因的調(diào)控機制昂利。與當時已知的基因調(diào)控機制不同，Ruvkun發(fā)現(xiàn)lin-4并不是通過產(chǎn)生lin-14的mRNA來發(fā)揮作用万窄。

遺傳信息的流轉(zhuǎn)過程榕哩，即從DNA轉(zhuǎn)錄為mRNA，再由mRNA翻譯為蛋白質(zhì)，構(gòu)成了生命體系中信息傳遞的核心路徑

這種調(diào)節(jié)似乎發(fā)生在基因表達的后期階段督近，通過關(guān)閉蛋白質(zhì)生產(chǎn)來實現(xiàn)江构。實驗還揭示了lin-14 mRNA中的一個關(guān)鍵片段，該片段對于其被lin-4抑制至關(guān)重要笋途。

兩位研究者比較了他們的發(fā)現(xiàn)在缆，從而得出了突破性的結(jié)論。他們發(fā)現(xiàn)隅凡，短的lin-4序列與lin-14 mRNA關(guān)鍵片段中的互補序列相匹配纱轨。進一步的實驗表明，lin-4 microRNA通過與mRNA中的互補序列結(jié)合來關(guān)閉lin-14倡超，從而阻斷l(xiāng)in-14蛋白的產(chǎn)生倔剩。

這一發(fā)現(xiàn)揭示了一種新的基因調(diào)控機制，由一種之前未知的RNA類型——microRNA介導扎怨。這些結(jié)果于1993年發(fā)表在《細胞》雜志的兩篇文章中盖呼。

Ruvkun 克隆了 let-7，這是編碼 microRNA 的第二個基因

然而化撕，這些發(fā)表的結(jié)果最初并未在科學界引起廣泛關(guān)注几晤。盡管結(jié)果有趣，但這種不尋常的基因調(diào)控機制最初被認為僅是秀麗隱桿線蟲的一個特點植阴，可能與人類和其他更復雜的動物無關(guān)蟹瘾。2000年，當Ruvkun的研究小組發(fā)表了他們發(fā)現(xiàn)的另一種由let-7基因編碼的microRNA時掠手，這一看法發(fā)生了改變憾朴。與lin-4不同，let-7基因在動物界中高度保守喷鸽。

這篇文章引起了巨大興趣众雷，并在接下來的幾年里推動了數(shù)百種不同microRNA的發(fā)現(xiàn)。如今做祝，我們知道人類擁有一千多個不同的microRNA基因砾省，并且microRNA介導的基因調(diào)控在多細胞生物中普遍存在。

除了發(fā)現(xiàn)新的microRNA外混槐，幾個研究小組的實驗還闡明了microRNA如何產(chǎn)生并遞送到受調(diào)控mRNA中的互補靶序列的機制编兄。microRNA的結(jié)合會導致蛋白質(zhì)合成抑制或mRNA降解。

有趣的是韵楼，單個microRNA可以調(diào)節(jié)多個不同基因的表達淀祟，而單個基因也可以被多個microRNA調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)基因網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)和微調(diào)丹碑。

此外格你，用于產(chǎn)生功能性microRNA的細胞機制也被用于在植物和動物中產(chǎn)生其他小RNA分子劫欣，例如作為保護植物免受病毒感染的手段。2006年諾貝爾獎得主Andrew Z. Fire和Craig C. Mello描述了RNA干擾現(xiàn)象述逾，其中通過向細胞中添加雙鏈RNA來滅活特定的mRNA分子盹清。

總的來說，這項研究揭示了microRNA的存在：lin-4的發(fā)現(xiàn)被認為是microRNA領(lǐng)域的開端殴客。隨著研究的深入曾辙，越來越多的microRNA被發(fā)現(xiàn)，并證實它們在生物體的生長傀铃、發(fā)育糕米、細胞周期進程、凋亡和衰老等生物學過程中發(fā)揮重要作用茫经。

同時巷波，推動了表觀遺傳學的發(fā)展：microRNA作為一種特殊的表觀遺傳學修飾，成為當下研究的熱點與重點卸伞。它們通過調(diào)控基因表達抹镊，影響生物體的性狀和疾病的發(fā)生發(fā)展。

為疾病治療提供新手段：microRNA的發(fā)現(xiàn)為疾病治療提供了新的思路荤傲。通過調(diào)控microRNA的表達垮耳，可以影響相關(guān)基因的表達水平，從而達到治療疾病的目的遂黍。

參考消息：

https://www.nobelprize.org/