2006诺贝尔医学奖述评

2006-10-03 00:00 来源:丁香园 作者:逃
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最年轻的获奖者、最快的获奖速度

2006年10月2日,现年47岁的Andrew Z. Fire和45岁的Craig C. Mello由于在RNAi(RNA interference,RNAi)及基因沉默现象研究领域的杰出贡献而成为史上最年轻的诺贝尔医学奖获得者,且获奖日期距其研究发表仅8年时间,可以堪称最快的获奖速度。颁奖委员会评价:“他们发现了控制基因信息流通的基本机制, 解释了困惑这一研究者们许久的难题。”“像在清晨突然打开窗帘,然后一切都一目了然了”。

RNAi的殊荣

2001年,随着人类基因组测序的完成,针对其它多种生物的基因组测序计划也相继开展起来。在未来的一段时间内,科学界将不会出现比人类基因组测序更瞩目的技术。有人将人类基因组测序称为“21世纪科学发展史上的里程碑”、“生物学领域最重要的成就之一”。然而时隔不久,同一年在哺乳动物中发现的RNAI掀起了一场风暴,而且愈演愈烈。《Science》杂志将RNAi称为“2002年的重大突破”(Couzin,2002)。然而,更加令人吃惊和兴奋的是,4年以后的今天,这项技术的始作俑者,Andrew Fire和Craig Mello就因此获得2006年诺贝尔医学奖。

一项全新的技术在提出后短短几年就得到诺贝尔奖的青睐和肯定,此前是绝无仅有的,这也足见RNAi在医学领域的开创性意义和极大的应用前景。

RNAi的身世

科学家们最早在植物(Napoli等,1990)和脉孢菌(Neurospora crassa)(Cogoni和Macino,1997)中发现了dsRNA诱导的RNA沉默现象。RNAi在这些机体中作为抗病毒的防御体系而发挥作用。虽然在上述发现中,转基因病毒可以编码具有沉默功能的基因片断,并在复制过程中产生dsRNA,但针对RNA沉默现象的决定性发现还是由Andrew Fire和Craig Mello首先完成的。早在几年前,在线虫中进行反义RNA实验时,Guo和Kemphues就观察到正义RNA也具有很高的基因沉默活性(Guo和Kemphues,1995)。后来Andrew Fire和Craig Mello通过实验阐明了这一反常现象:将反义RNA和正义RNA同时注射到秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)比单独注射反义RNA诱导基因沉默的效率高10倍。由此推断,dsRNA触发了高效的基因沉默机制并极大降低了靶mRNA水平(Fire等,1998)。人们将这一现象命名为RNAi (见综述:Arenz和Schepers,2003)。

RNAi的机制

基因所携带遗传信息(即单个基因的具体功能)的传递是通过名为信使RNA的分子进入细胞蛋白合成“工厂”而实现的,而基因功能的研究方法一直是研究工作的拦路虎。Fire和Mello通过线虫实验证实:某些分子触发了特定基因上RNA的破坏,导致蛋白无法合成,出现“基因沉默”,而这一过程便被称为RNAi。天然的RNAi现象存在于植物动物和人类等真核生物的体内,在调解基因活力和预防病毒感染方面起到重要作用。同时他们还发现了有效关闭基因表达的方法,这样当某一特定基因被“沉默”后,其功能便反向的体现出来了。

RNAi的运用

RNAi主要通过在转录后(post-transcriptional)水平阻断基因的表达,并借此研究基因的功能。同时它为我们提供了一个治疗疾病的新途径。比如,我们可以按拟定的方式来关闭(shutting off)非必需或致病基因的功能。从理论上说,若能关闭致病基因的表达则很多疾病将被治愈。动物实验已证明,可以通过RNAi的方法使导致血胆固醇升高的基因“沉默”;病毒性疾病,眼疾,心血管代谢性疾病等方面的临床试验也正在进行中;这一方法为病毒性肝炎、艾滋病和肿瘤等人类顽疾的治疗指了一条新路。

随着人们对多种生物体基因组序列了解的深入,RNAi技术可以帮助我们更细致地了解复杂的生理学过程。RNAi技术与基因组学、蛋白质组学和功能蛋白质组学密切相关,因此, RNAi本身可作为一项实验技术为生物工程及制药业等相关行业服务,从而在更深更广的领域发挥其作用。

感谢二丁目站友帮助撰稿。

内容参考:丁香园作品--《实用RNAi技术--线虫、果蝇和哺乳动物细胞基因沉默的基本原则与方法》

编辑:西门吹血

编辑: ache

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