瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院宣布，將2006年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予美國科學(xué)家安德魯·法爾和克雷格·梅洛，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了核糖核酸干擾機制。

同往年一樣，2006年的獲獎?wù)呓視詢x式在位于“諾貝爾路1號”的卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院“諾貝爾論壇樓”內(nèi)舉行。不少人早早趕來目睹這一激動人心的時刻，人群中有好些是東方面孔的亞洲留學(xué)生。

諾貝爾獎評審委員會發(fā)布的公報說，法爾和梅洛獲獎是因為他們“發(fā)現(xiàn)了控制遺傳信息流動的基本機制”，這一機制為控制基因信息提供了基礎(chǔ)性的依據(jù)。公報指出，核糖核酸干擾已被廣泛用作研究基因功能的一種手段，并有望在未來幫助科學(xué)家開發(fā)出治療疾病的新療法。

法爾生于1959年，現(xiàn)在是美國斯坦福大學(xué)遺傳學(xué)和病理學(xué)教授。1960年出生的梅洛目前在美國馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院任教。1998年，兩位教授和其他科學(xué)家在《自然》雜志上共同發(fā)表論文宣布，他們發(fā)現(xiàn)了核糖核酸具有可以干擾基因的機制。

核糖核酸干擾機制的發(fā)現(xiàn)使得科學(xué)家可以對侵入細胞的病毒核糖核酸進行控制。諾貝爾獎評審委員會指出，核糖核酸干擾機制將來有望應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)等眾多領(lǐng)域，用來開發(fā)針對病毒感染、心血管疾病和癌癥等的新療法。近來有動物研究結(jié)果顯示，可利用核糖核酸干擾機制使高血脂基因“沉默”。

2006年的獲獎?wù)吣挲g偏低，他們從科學(xué)發(fā)現(xiàn)到獲獎還不足10年的時間，這在諾貝爾獎歷史上還屬罕見。諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎評委在現(xiàn)場解析2006年的獲獎成果時說：這是諾貝爾獎首次不發(fā)給一個擁有答案的研究，相反，核糖核酸干擾機制為我們提出的是更多需要解答的問題，為基因技術(shù)研究提供了令人興奮的可能性。

兩位獲獎?wù)咴诿绹募抑薪拥街Z貝爾獎評審委員會的電話通知時，其中一位教授由于驚愕不已，兩次把電話掛掉。諾貝爾獎評委會第三次撥通電話后才得以完整地轉(zhuǎn)達了這個好消息。

“幕后使者”左右基因沉默

有人這樣比喻：DNA是電影膠卷，核糖核酸是放映機，蛋白質(zhì)是在銀幕上播放的電影。那么，放映的過程就是“基因表達”。

“安德魯·法爾和克雷格·梅洛的重大發(fā)現(xiàn)，為人類對生命的研究開辟了一個非常廣闊的領(lǐng)域。有些科學(xué)家認(rèn)為，他們的這一研究成果好像宇宙學(xué)中的暗能量，是生物研究的一個全新世界。他們獲得諾貝爾獎是名副其實的。”中國科學(xué)院生物物理研究所蛋白質(zhì)工程實驗室主任、國際人類基因組組織委員陳潤生研究員評價說。

轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動物中往往會遇到這樣的情況：外源基因存在于生物體內(nèi)，并未丟失或損傷，但該基因不表達或表達量極低，這種現(xiàn)象稱為基因沉默。

其實早在20世紀(jì)70年代，人們就認(rèn)識到了核糖核酸會影響生物體的整個生命活動。但當(dāng)時人們對于核糖核酸的理解，還僅限于生物體的基因是由DNA(脫氧核糖核酸)通過轉(zhuǎn)錄形成信使核糖核酸，隨后翻譯形成蛋白質(zhì)才能起作用。

1990年，科學(xué)家為了加深矮牽?；ǖ淖仙?，將添加過量的合成色素的基因拷貝入細胞，結(jié)果事與愿違，不僅轉(zhuǎn)入的基因未表達，而且自身的色素合成也減弱了，轉(zhuǎn)基因的花出現(xiàn)了白色或全白色，當(dāng)時他們把該現(xiàn)象稱作共抑制。后來在對真菌、線蟲、果蠅、老鼠等動物細胞的進一步研究中，這種現(xiàn)象也得到了確認(rèn)。

1998年，科學(xué)家才真正認(rèn)識到這種分子的力量。“核糖核酸干擾”現(xiàn)象是在線蟲試驗中觀察到的，安德魯·法爾和克雷格·梅洛將外源的雙鏈核糖核酸加入到線蟲的基因中，發(fā)現(xiàn)它能抑制特定基因表達相應(yīng)的蛋白質(zhì)，首次證明此過程屬轉(zhuǎn)錄后的“基因沉默”，并證明了小核糖核酸分子是某些基因抑制現(xiàn)象的“幕后使者”。

全新基因被發(fā)現(xiàn)

生物體的這一機制被安德魯·法爾和克雷格·梅洛揭示之后，科學(xué)家推論，這一機制本身應(yīng)是為生物體內(nèi)部服務(wù)的。果然，科學(xué)家隨后發(fā)現(xiàn)，生物體體內(nèi)本身也存在這種產(chǎn)生雙鏈核糖核酸的基因，只不過一直沒有被發(fā)現(xiàn)而已。

這種核糖核酸就叫做小核糖核酸基因，也是生物體遺傳密碼的一部分。這種核糖核酸基因?qū)嶋H上是內(nèi)源性的。以前人們一致認(rèn)為核糖核酸最后的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，這種傳統(tǒng)意義上的由DNA產(chǎn)生單鏈核糖核酸的基因現(xiàn)在通常的叫作編碼基因；但小核糖核酸基因的發(fā)現(xiàn)讓人們認(rèn)識了另外一類基因，它們的最終產(chǎn)物是核糖核酸。小核糖核酸就是其中一種，小核糖核酸是雙鏈的，較一般核糖核酸短得多，它能對細胞和基因的很多行為進行控制，可指導(dǎo)染色體中的物質(zhì)形成正確的結(jié)構(gòu)。這些最終產(chǎn)物是核糖核酸的基因叫作非編碼基因。目前在高等生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的非編碼基因數(shù)量越來越多。從核糖核酸干擾現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)對核糖核酸調(diào)控的一套全新的機制，是這幾年生物學(xué)中的重大革命。

雖然小核糖核酸的作用機制目前還未完全搞清，但在線蟲、果蠅、植物細胞及動物卵細胞的研究中已證實，直接導(dǎo)入或轉(zhuǎn)染入細胞的小核糖核酸通過特異性的幾種酶的作用，可進一步形成核糖核酸誘導(dǎo)基因沉默的復(fù)合體。這些復(fù)合體能特異性地與靶向信使核糖核酸結(jié)合并進入再循環(huán)，進而形成不斷放大的瀑布式放大效應(yīng)，從而使核糖核酸干涉作用在短時間內(nèi)即可迅速有效抑制有害基因蛋白質(zhì)或多肽的合成。

核糖核酸干擾機制的發(fā)現(xiàn)引導(dǎo)人們發(fā)現(xiàn)了一種全新的基因?？茖W(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)，非編碼基因的數(shù)量是非常大的，在高等生物體內(nèi)，科學(xué)家們認(rèn)為非編碼基因的數(shù)量可以和編碼基因相比擬。這個發(fā)現(xiàn)使得我們?nèi)祟悓虻难芯?，從只有一個蛋白質(zhì)的世界，現(xiàn)在變成了核糖核酸和蛋白質(zhì)兩個功能元件組成的兩種元件世界。這讓我們?nèi)祟悓Ω鞣N生物的了解變得更加豐富，更加多樣，并且能更好的說明生命的復(fù)雜性和多樣性。

科學(xué)家認(rèn)為，成千上萬非編碼蛋白質(zhì)的核糖核酸分子組成了巨大的分子網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)著細胞中的生命活動，這好比宇宙中的暗物質(zhì)，將為基因組和生命科學(xué)研究提供重新審度細胞及其演化過程的新思路。

讓致病基因“沉寂”

核糖核酸干擾又有什么用呢？有跡象表明，某些小核糖核酸分子能夠通過引導(dǎo)基因打開或者關(guān)閉來決定某一個細胞的命運，這將會對引誘細胞形成某種特定類型的組織產(chǎn)生深遠的影響。近年的研究發(fā)現(xiàn)，用這種方法，可以導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)無法合成，從而“關(guān)閉”特定基因，控制入侵細胞的病毒。這給人們看到了治療艾滋病和癌癥的新希望。

科學(xué)家利用核糖核酸干擾對目標(biāo)基因進行特異性地表達沉默，通過觀察其表達被抑制后細胞乃至生物體從形態(tài)到各項生理生化的變化來推導(dǎo)該基因的功能。2003年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，病毒中也存在這種基因，現(xiàn)在幾乎所有的生物中都被證明存在這樣的非編碼基因。

目前，核糖核酸干擾現(xiàn)象的后續(xù)研究實際上是朝著兩個方向發(fā)展的：一是基礎(chǔ)研究方面，繼續(xù)研究在生物體內(nèi)存在的核糖核酸基因的功能、調(diào)控機制以及和蛋白質(zhì)(編碼基因)的關(guān)系；二是深入研究核糖核酸干擾現(xiàn)象，把核糖核酸干擾現(xiàn)象用到可能應(yīng)用的情況，比如說醫(yī)療實踐，例如用于抑制腫瘤的和其他疾病的基因。

這種技術(shù)還被用于基因治療研究，很多醫(yī)學(xué)研究也正在利用這種技術(shù)，希望直接從源頭上抑制致病基因，以治療癌癥甚至艾滋病等重大疾病。正是由于核糖核酸干涉技術(shù)有望從“根”上治病療疾，致使病基因靜寂關(guān)閉，所以人們自然渴求盡快應(yīng)用于臨床。但目前此項新技術(shù)研究大都來源于離體細胞實驗，在體動物實驗則剛剛開始，真正應(yīng)用于人類疾病的防治尚待時日，還需要科學(xué)家廣泛深入和細致持久的研究。

諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎頒發(fā)給僅僅發(fā)表8年的成果，這項發(fā)現(xiàn)給世界帶來的巨大影響和變革。雖然對于核糖核酸的研究現(xiàn)在還存在許多不成熟的地方，但隨著人類對其認(rèn)識程度的提高，這項技術(shù)終將會使人類受益。