2024 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü, mikroRNA'nın çığır açıcı keşfi ve bunun transkripsiyon sonrası gen düzenlemesindeki kritik rolü nedeniyle Victor Ambros (Massachusetts Üniversitesi Tıp Fakültesi) ve Gary Ruvkun'a (Harvard Tıp Fakültesi/Massachusetts Genel Hastanesi) verildi. Çalışmaları, gen aktivitesinin düzenlendiği yeni bir mekanizmayı ortaya çıkardı ve genetik fonksiyon anlayışımızı yeniden şekillendirdi.
Ödül Kazananlar Hakkında
Victor Ambros, 1953 yılında Hannover, New Hampshire'da doğdu. Doktora derecesini 1979'da MIT'den aldı ve 1979'dan 1985'e kadar orada doktora sonrası araştırmalar yaptı. 1985'te Harvard Üniversitesi'nde laboratuvarını kurduktan sonra, daha sonra Dartmouth Tıp Fakültesi'ne katıldı (1992-2007) ve o zamandan beri Massachusetts Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde görev yapıyor.
Gary Ruvkun, 1952 yılında Kaliforniya Berkeley'de doğdu. 1982 yılında Harvard Üniversitesi'nden doktora derecesini aldı ve 1982-1985 yılları arasında doktora sonrası çalışmalarını MIT'de tamamladı. 1985 yılında Harvard Tıp Fakültesi ve Massachusetts Genel Hastanesi'nde laboratuvarını kurdu ve araştırmalarına burada devam etti.
Gen Düzenlemesinin Gizemi
Kromozomlarımız vücudumuzdaki her hücrenin planını saklıyor, ancak kas ve sinir hücreleri gibi farklı hücre türleri dramatik işlevsel farklılıklar sergiliyor. Bu tutarsızlık, her hücrenin yalnızca kendi işleviyle ilgili genleri etkinleştirip diğer genleri devre dışı bırakmasını sağlayan gen düzenlemesinden- kaynaklanmaktadır. Ambros ve Ruvkun, farklı hücre tiplerinin nasıl geliştiğini özellikle merak ettiler ve bu düzenlemede önemli bir rol oynayan yeni bir RNA sınıfı olan mikroRNA'yı (miRNA) keşfettiler.
Devrim niteliğindeki keşifleri, insanlar dahil çok hücreli organizmaların gelişimi ve işleyişi için hayati önem taşıyan tamamen yeni bir gen kontrolü ilkesini ortaya çıkardı. Bugün insan genomunun 1000'den fazla farklı mikroRNA'yı kodladığı biliniyor ve bu da yaptıkları işin derin önemini vurguluyor.
Gen Kontrolünde Yeni Bir Boyut
Bu yılki Nobel Ödülü, hücrelerde gen aktivitesini kontrol eden çok önemli bir düzenleyici mekanizmanın keşfine dikkat çekiyor. Geleneksel olarak gen ekspresyonu, genetik bilginin DNA'dan haberci RNA'ya (mRNA) akışı ve daha sonra proteinlere çevrilmesi olarak anlaşıldı. Ancak Ambros ve Ruvkun, transkripsiyondan sonra meydana gelen ve mikroRNA'lar gibi küçük RNA moleküllerinin hangi mRNA'ların proteinlere çevrildiğini etkilediği düzenleyici bir adımı ortaya çıkardı.
1960'lardan bu yana bilim insanları, özellikle mRNA üretimini kontrol eden transkripsiyon faktörleri-proteinlerinin etkisi yoluyla gen düzenleme mekanizmalarını büyük ölçüde ortaya çıkardıklarına inanıyorlardı. Ancak 1993'te Ambros ve Ruvkun, mikroRNA'yı içeren yeni bir düzenleme düzeyi keşfederek bu görüşe meydan okudu; bu düzenlemenin türler arasında yüksek düzeyde korunmuş ve temel bir biyolojik süreç olduğu çok geçmeden tanınacaktı.
Minik Bir Solucan, Büyük Bir Atılım
1980'lerin sonlarında Ambros ve Ruvkun, programlanmış hücre ölümü konusundaki çalışmaları nedeniyle 2002 Nobel Ödülü'nü kazanan Robert Horvitz'in laboratuvarında doktora sonrası araştırmacılardı. Model organizmaları nematodduCaenorhabditis elegans-nöronlar ve kas hücreleri gibi özel hücrelere sahip, yalnızca 1 mm uzunluğunda küçük bir solucan. Bu onu çok hücreli organizmaların gelişimini incelemek için ideal bir model haline getirdi.
Ambros ve Ruvkun özellikle iki genle ilgileniyorlardı;Lin-4VeLin-14Bu solucanlardaki gelişim süreçlerinin zamanlamasını kontrol ettiği ortaya çıktı. Ambros'un daha önceki araştırması şunu ileri sürdü:Lin-4negatif düzenlenmişLin-14, ancak mekanizma belirsizdi. Ambros, sistematik analiz yoluyla şunları keşfetti:Lin-4proteinleri kodlama yeteneğinden yoksun, alışılmadık derecede kısa bir RNA molekülü üretti.
Aynı zamanda Ruvkun da nasıl olduğunu inceliyordu.Lin-14düzenlendi ve şunu buldu:Lin-4üretimi engellemediLin-14mRNA ancak bunun yerine çevirisini engellediLin-14proteine dönüşür. Bu kısa RNA'nınLin-4tamamlayıcı bir diziye bağlanıyorduLin-14mRNA üretimini engelleyenLin-14protein.
Yeni Bir Düzenleme Mekanizması
Onların atılımı şu keşifti:Lin-4Daha sonra mikroRNA olarak sınıflandırılan RNA, mRNA üzerindeki tamamlayıcı dizilere bağlanarak gen ifadesini düzenledi ve proteine çevrilmesini kontrol etti. Transkripsiyon sonrası düzenlemenin bu yeni biçimi-, gen ifadesine beklenmedik bir karmaşıklık katmanı ekledi.
1993'teki keşifleri başlangıçta şüpheyle karşılansa da-birçok kişi bunun özel bir şey olduğuna inanıyorduC. elegansve insanlarla alakası olmayan-bulgular kısa sürede ilgi gördü. Yedi yıl sonra Ruvkun ikinci bir mikroRNA keşfetti.izin-7, farklı olarakLin-4hayvanlar aleminde yüksek oranda korunmuştur. Bu açıklama geniş çapta ilgi uyandırdı ve birkaç yıl içinde yüzlerce mikroRNA tanımlandı.
microRNA'lar: Büyük Etkiye Sahip Küçük Moleküller
Artık mikroRNA'ların insanlarda 1000'den fazla gen tarafından ifade edildiğini ve tüm çok hücreli organizmalarda gen ifadesinin düzenlenmesinde önemli bir rol oynadığını biliyoruz. Hedef mRNA'lardaki tamamlayıcı dizilere bağlanarak ya translasyonlarını inhibe ederler ya da bozulmalarını teşvik ederler. Dikkat çekici bir şekilde, tek bir mikroRNA birden fazla geni düzenleyebilirken, bir gen birden fazla mikroRNA tarafından kontrol edilebilir ve bu da oldukça koordineli bir gen düzenleyici ağa olanak tanır.
MikroRNA'ların keşfi derin biyolojik öneme sahiptir. Artık mikroRNA'lar olmadan hücrelerin ve dokuların normal şekilde gelişemeyeceği açıktır. Anormal mikroRNA düzenlemesi kanser, doğuştan işitme kaybı ve kemik bozuklukları gibi hastalıklarla bağlantılıdır. MikroRNA üretimi için gerekli olan Dicer1 enzimindeki mutasyonlar, birden fazla kanser türüyle ilişkili nadir bir durum olan DICER1 sendromuna neden olur.
Kalıcı Etkiye Sahip Çığır Açan Araştırma
Ambros ve Ruvkun'un çalışması gen düzenlemesi çalışmalarında yeni bir ufuk açtı. Bulguları, karmaşık organizmaların evrimini şekillendiren yeni bir mekanizmayı ortaya çıkardı. Araştırmaları yalnızca hücresel gelişime ilişkin anlayışımızı geliştirmekle kalmadı, aynı zamanda bozulmuş gen düzenlemesinin neden olduğu hastalıkların tedavisinde yeni yaklaşımların önünü açtı.
Yayınlanan ufuk açıcı makaleleriHücre1993 yılında veDoğa2000 yılında modern genetik araştırmaların temel taşları haline geldi.
