نوبل پزشکی به کاشفان میکرو RNA رسید

ویکتور آمبروس و گری راوکون، میکروآران‌ای را کشف کردند. میکرو آران‌ای‌ها گروه جدیدی از مولکول‌های آران‌ای کوچک هستند که نقش مهمی را در تنظیم ژن ایفا می‌کنند. کشف پیشگامانه آنها در کرم کوچک الگانس یک اصل کاملا جدید را در تنظیم ژن آشکار کرد. پژوهش آنها نشان داد که این مولکول برای موجودات چندسلولی از جمله انسان ضروری است. این موضوع ثابت شده است که میکرو آران‌ای‌ ها برای چگونگی رشد و عملکرد موجودات زنده بسیار مهم هستند.

به نقل از نوبل پرایز، تکامل موجودات چندسلولی از اجداد تک‌سلولی که طی آن هر نوع سلول عملکردهای ویژه‌ای را به دست آورد، به مکانیسم‌های پیچیده‌تری برای تنظیم ژن نیاز داشت. علاوه بر تنظیم ژن رونویسی با واسطه عوامل اتصال به DNA که روی توالی‌های تنظیمی عمل می‌کنند، شکل‌های دیگر سیستم‌های کنترل به عنوان موجوداتی با پیچیدگی فزاینده تکامل یافتند.

طی صدها میلیون سال، ژن‌هایی که مولکول‌های آران‌ای کوچک غیررمزگذار موسوم به میکروآران‌ای را رمزگذاری می‌کنند، در ژنوم ارگانیسم‌های چندسلولی گسترش یافتند تا کنترل پس از رونویسی را بر پایداری آران‌ای پیام‌رسان و انتقال پروتئین اعمال کنند. میکروآران‌ای‌ها و نحوه تنظیم ژن آنها تا زمان کشف توسط ویکتور آمبروس و گری راوکون در سال ۱۹۹۳ کاملا ناشناخته بودند.

این دو برنده جایزه نوبل، نماتدهای جهش‌یافته کرم الگانس را با نقایص رشدی ناشی از بروز تغییرات در جایگاه ژنتیکی «لین-۴»(lin-۴) و «لین-۱۴» بررسی کردند. آزمایشگاه آمبروس، ژن لین-۴ را شبیه‌سازی کرد و در یک کشف شگفت‌انگیز نشان داد که این ژن برای یک پروتئین رمزگذاری نمی‌کند، بلکه به رمزگذاری یک آران‌ای کوتاه ۲۲ نوکلئوتیدی غیر رمزگذار می‌پردازد. به موازات آن، آزمایشگاه راوکون دریافت که لین-۴ از طریق عناصر چندگانه در منطقه منتقل‌نشده ۳’UTR، لین-۱۴ را تنظیم می‌کند.

آنها پس از مقایسه اطلاعات توالی، مکمل توالی جزئی را بین آران‌ای کوتاه غیر رمزگذار لین-۴ و عناصر ۳’UTR متعلق به لین-۱۴ تعریف کردند. این اولین نگاه اجمالی به یک مفهوم جدید از آران‌ای‌های تنظیمی یعنی میکروآران‌ای‌ها بود.

آزمایشگاه راوکون در سال ۲۰۰۰، میکروآران‌ای «لت-۷»(let-7) را کشف کردند که به شناسایی میکروآران‌ای‌های همسان در گونه‌های متفاوت جانوری از جمله انسان انجامید. این کشف، جرقه‌ای برای شبیه‌سازی و توالی‌یابی با هدف شناسایی میکروآران‌ای‌ها در سراسر قلمرو حیوانات بود و نشان داد میکروآران‌ای‌ها گروه بزرگی از تنظیم‌کننده‌ها را در بر می‌گیرند که شبکه‌های وسیعی از ژن‌های رمزگذار پروتئین را کنترل می‌کنند. کشف آمبروس و راوکون کاملا غیرمنتظره بود و یک مکانیسم تنظیمی پس از رونویسی را با نقش‌های حیاتی در رشد حیوانات و عملکرد بافت بالغ نشان داد.

کنترل زمان و مکان هر ژن باید در آران‌ای رونویسی شود و به پروتئین انتقال یابد. دستورالعمل‌های تنظیم دقیق ژن خاص سلول در خود ماده ژنتیکی رمزگذاری می‌شود و سپس، توالی توسط پروتئین‌های متصل‌شونده به DNA اعمال می‌گردد.

به لطف اکتشاف مهم آمبروس و راوکون و بسیاری از دانشمندانی که یافته‌های پیشین را به دست آورده‌اند، بعد جدیدی برای تنظیم ژن آشکار شده است. در حالی که پروتئین‌های موجود در هسته سلول به تنظیم رونویسی و پیرایش آران‌ای می‌پردازند، میکروآران‌ای‌ها انتقال و تخریب آران‌ای پیام‌رسان را در سیتوپلاسم کنترل می‌کنند. این لایه غیرمنتظره از تنظیم ژن پس از رونویسی در سراسر روند رشد حیوانات و در انواع سلول‌های بالغ اهمیت حیاتی دارد و برای زندگی پیچیده چندسلولی ضروری است.

درباره برندگان نوبل پزشکی ۲۰۲۴

ویکتور آمبروس

ویکتور آمبروس زیست‌شناس رشد اهل آمریکا در اول دسامبر سال ۱۹۵۳ در شهر هانوفر ایالت نیوهمپشر به دنیا آمد.

آمبروس در سال ۱۹۷۵ مدرک کارشناسی زیست‌شناسی را از دانشگاه «ام‌آی‌تی»(MIT) دریافت کرد و در سال ۱۹۷۹ مقطع دکتری خود را در همین دانشگاه زیر نظر «دیوید بالتیمور»(David Baltimore) برنده جایزه نوبل به پایان رساند. آمبروس تحقیقات خود را در ام‌آی‌تی به عنوان اولین همکار فوق دکتری در آزمایشگاه «رابرت هورویتس»(Robert Horvitz) برنده جایزه نوبل ادامه داد. او در سال ۱۹۸۴ به عضویت هیئت علمی «دانشگاه هاروارد»(Harvard University) درآمد و در سال ۱۹۹۲ به «کالج دارتموث»(Dartmouth College) رفت.

این دانشمند اکنون پژوهشگر دانشکده پزشکی «دانشگاه ماساچوست»(UMass) است.

گری راوکون

گری راوکون زیست‌شناس مولکولی اهل آمریکا در سال ۱۹۵۲ در شهر برکلی ایالت کالیفرنیا به دنیا آمد.

راوکون مدرک کارشناسی خود را در سال ۱۹۷۳ از «دانشگاه کالیفرنیا برکلی»(UC Berkeley) دریافت کرد. او پژوهش مقطع دکتری خود را در دانشگاه هاروارد در آزمایشگاه «فردریک اوسوبل»(Frederick Ausubel) زیست‌شناس آمریکایی انجام داد. راوکون تحصیلات فوق دکتری خود را زیر نظر رابرت هورویتس در دانشگاه ام‌آی‌تی و «والتر گیلبرت»(Walter Gilbert) در دانشگاه هاروارد به پایان رساند.

راوکون در حال حاضر استاد ژنتیک «مدرسه پزشکی هاروارد»(Harvard Medical School) و «بیمارستان عمومی ماساچوست»(Mass General) است.