A mikroRNS felfedezéséért járt az idei élettani-orvosi Nobel-díj

Két amerikai kutató, Victor Ambros fejlődésbiológus és Gary Ruvkun molekuláris biológus kapta idén az élettani-orvosi Nobel-díjat – jelentette be a Nobel-bizottság a stockholmi Svéd Királyi Akadémián. A díj a mikroRNS felfedezéséért és a poszttranszkripciós génszabályozásban betöltött szerepének feltárásáért járt.

2023-ban Karikó Katalin kapta az élettani-orvosi Nobelt az mRNS-alapú orvoslás alapjainak megteremtéséért, ami a koronavírus elleni új típusú védőoltások gyors kifejlesztését és gyakorlati alkalmazását is lehetővé tette.

Az örökletes információ kódját tartalmazó kromoszómák minden testi sejtben jelen vannak, így minden sejt ugyanolyan utasításokkal rendelkezik. Csakhogy a különböző sejteknek jelentősen eltérő géneket kell kifejezniük ahhoz, hogy elláthassák speciális funkciójukat. Ez csak úgy lehetséges, ha működik egy mechanizmus a sejten belül, amely meghatározza, hogy az adott sejttípusban, az adott pillanatban mely gén működjön (fejeződjön ki), és így létrejöjjön a sejt feladataihoz szükséges fehérjeterméke – írja a Magyar Tudományos Akadémia (MTA) a díjról és az azt kiérdemlő kutatásokról beszámoló összefoglalójában.

Az 1953-ban született Victor Ambros, aki jelenleg a Massachusettsi Egyetem orvosi karának professzora, illetve az egy évvel idősebb Gary Ruvkun, a Harvard Egyetem genetikus professzora a különféle sejtek fejlődését vizsgálták. E kutatásaik során fedezték fel a mikroRNS-eket, vagyis a ribonukleinsav-molekulák egy teljesen új, addig nem ismert típusát, amelyekről kiderült, hogy esszenciális szerepet játszanak a génszabályozásban. E felfedezés egyúttal a génszabályozás egy teljesen új mechanizmusára is fényt derített. Azóta kiderült, hogy az emberi genom több mint ezer mikoRNS-t kódol.

Ambros és Ruvkun a nyolcvanas évek végén a szintén Nobel-díjas Robert Horvitz kutatócsoportjában dolgozott posztdoktori kutatóként. A molekuláris biológiai és genetikai kutatások egyik kedvelt állatmodelljével, a Caenorhabditis elegans nevű fonálféreggel kísérleteztek. Főként azok a gének érdekelték őket, amelyek meghatározták a C. elegans különböző genetikai programjainak időzítését: e gének működése döntötte el, hogy mikor alakultak ki a féreg eltérő működésű sejttípusai.

Később, amikor már a saját kutatócsoportjaikat vezetve kutattak tovább, felismerték, hogy a génműködést szabályozó gének egy szokatlanul rövid RNS-molekulát kódolnak, amelyből hiányzik a fehérjeszintézishez szükséges kód. Magyarul e gén végterméke a rövid RNS, amely nem mRNS (hírvivő RNS), és nem egy fehérjemolekula létrehozása a célja. A felfedezést követő vizsgálatok révén feltárták, hogy e mechanizmus a korábban is ismert génszabályozó lépéseknél később hat, így nem a gén RNS-sé történő átírását gátolja, hanem a létrejött RNS-ek blokkolják a fehérjeszintézist. Kiderült ugyanis, hogy az egyik szabályozógén által kódolt mikroRNS kapcsolódik a másik szabályozógén által expresszált, komplementer szekvenciát tartalmazó mRNS-hez, és leállítja a fehérjévé történő átírását. Ezt a merőben új génszabályozó mechanizmust először 1993-ban publikálták a Cell folyóiratban.

E felfedezés a következő években nem igazán ragadta meg a tudományos közvélemény érdeklődését, a legtöbben azt gondolták róla, hogy nincs relevanciája a magasabb rendű élőlényekben, és csak a fonálférgekben működik. Ez a helyzet alapvetően megváltozott 2000-ben, amikor Ruvkun kutatócsoportja talált egy másik gént, aminek a működését ugyancsak mikroRNS szabályozta. Ráadásul ez a gén már nem fonálféreg-specifikus volt, hanem egy erősen konzervált génről volt szó, vagyis szinte változatlan formában jelen volt a legkülönfélébb alacsonyabb és magasabb rendű állatokban. Ez a felfedezés már szenzációs volt, rengetegen kezdtek mikroRNS-eket keresni, és alig néhány év alatt több százat felfedeztek közülük. Ma már jól tudjuk, hogy a mikroRNS-ek útján történő génszabályozás univerzális a soksejtű életformák körében.

A mikroRNS-ek már sok százmillió éve szabályozzák az élőlények génjeinek működését. Ha hiba csúszik a mikroRNS-ek működésébe, az a legkülönfélébb károsodást okozhatja a sejtek felépülésében és funkciójában. Ezért a mikroRNS-ek szerepet játszanak például a rák, illetve számos genetikai betegség kialakulásában – olvasható az MTA összefoglalójában.

A Nobel-díjak közül minden évben az élettani-orvosi nyerteseit jelentik be először, ezt követi kedden a fizikai, szerdán pedig a kémiai Nobel-díj. A tudományos díjak után csütörtökön az irodalmi Nobelt, pénteken a Nobel-békedíjat, jövő hétfőn pedig a svéd jegybank által alapított Közgazdasági Nobel-emlékdíj nyertesét hirdetik ki. A díjakat, amelyek mellé 11 millió svéd korona ( körülbelül 390 millió forint) jár, a szokásoknak megfelelően Alfred Nobel halálának évfordulóján, december 10-én adják át.