2024年诺贝尔生理学或医学奖公布

正文

诺贝尔生理学或医学奖于北京时间10月7日17时30分正式揭晓。

2024年诺贝尔生理学或医学奖授予2024 年诺贝尔生理学或医学奖共同授予维克托·安布罗斯（Victor Ambros) 和加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun），以表彰他们“发现微RNA及其在转录后的基因调控机制”方面做出的贡献。两位获奖者将平分1100万瑞典克朗（约合人民币745万元）的奖金。

安布罗斯和鲁夫昆首次揭示的微RNA基因调控已存在数亿年。这种机制使日益复杂的生物体得以进化。如果没有微RNA，细胞和组织无法正常发育。安布罗斯和鲁夫昆揭示出基因调控的新维度，对于所有复杂生命形式不可或缺。他们的开创性发现出乎所有人的意料！

获奖者，图源：诺贝尔加组委会推特

生命意义极为深远的微RNA

本年度，由于发现如何控制基因活动调节机制的基本原理，两位科学家荣获诺贝尔医学或生理学奖。存储在人类染色体的信息可视为人体内所有细胞的说明手册。每个细胞均包含相同染色体，因此都包含完全相同的基因和指令集合。然而，不同类型细胞（例如肌肉和神经细胞）都具有异常显著的特征。如何会出现这些差异？答案在于允许每个细胞选择与其相关指令的基因调控。这也确保每个类型细胞中，只有正确的基因集合处于活跃状态。

维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆的兴趣在于研究不同类型细胞如何发育。他们发现了一种在基因调控中起到关键作用的全新微型RNA分子（即微RNA）。两位科学家的开创性发现揭示出一种全新的、对于包括人类在内的多细胞生物至关重要的基因调控原理。目前已知人类基因组编码包括超过1000个微RNA。该出人意料的发现揭示出基因调控的一个全新维度。事实证明，微RNA对多细胞生物体的发育和行为具有不可估量的重要性。

基本法则

今年的诺贝尔奖在于发现细胞中控制基因活性的重要调节机制。遗传信息通过被称之为“转录”的过程自DNA流向信使RNA（mRNA），然后通过细胞机器进行蛋白质的生产。细胞机器会读取mRNA，从而根据DNA中储存的遗传指令制造蛋白质。自20世纪中叶以来，多项科学发现已经可以解释这些过程的运作机制。多种不同类型的细胞组成了我们的器官和组织，这些细胞的DNA之中都存储了相同的遗传信息。然而，这些不同类型的细胞表达出独一无二的蛋白质集合。这是如何实现的呢？答案在于基因活性的精准调控，从而确保各种不同的细胞类型中只有正确的基因集合处于活跃状态。举例而言，这让肌肉细胞、肠道细胞和不同类型的神经细胞得以执行其特定功能。此外，基因活动必须不断进行微调，从而让细胞的运行适应人体和环境条件的不断变化。基因调控一旦出错可能会导致癌症、糖尿病或自身免疫等严重疾病。因此数十年来，理解基因活性的调控机制成为我们的一项重要目标。

遗传信息自DNA到mRNA 再到蛋白质的流动过程1960年代，研究表明，一种名为“转录因子”的特殊蛋白质能够附着于DNA的特定区域，并通过确定制造何种mRNA对遗传信息的流动进行控制。从那时起，科学家已经发现了数以千计的转录因子，长期以来大家相信基因调控的主要机制已得到解决。然而，1993 年，本年度诺贝尔奖得主发表了意想不到的发现——描述基因调控最新水平，事实证明这在整个进化过程中极为重要且稳定。

引发重大突破的线虫研究

1980年代后期，安布罗斯和鲁夫昆与悉尼·布伦纳和约翰·苏尔斯顿一起，在2002年诺奖得主罗伯特·霍维茨的实验室进行博士后研究，在霍维茨实验室，他们的研究对象是一种长度仅有一毫米、毫不起眼的蛔虫（C. elegans，以下简称线虫）。尽管体积很小，但线虫的很多特殊细胞类型（例如神经和肌肉细胞）同样存在于更为庞大和复杂的生物之中，从而使其成为研究多细胞生物组织如何发育和成熟的实用模型。安布罗斯和鲁夫昆的兴趣在于研究控制不同遗传程序激活时间的基因，它们确保各种细胞类型在正确的时间发育。他们对两种在发育过程中，遗传程序激活时机出现差错的线虫的突变株（lin-4 和 lin-14）进行研究。两位本年度获奖者希望发现突变基因并理解其功能。此前，安布罗斯已证明lin-4的基因似乎是lin-14基因反向调控因子。然而，lin-14的活动如何被阻断尚不明朗。安布罗斯和鲁夫昆希望深入了解这些突变体及其潜在联系，并对此进行深入研究。

（A）线虫是了解不同细胞类型如何发育的

（B）安布罗斯和鲁夫昆对lin-4和lin-14 突变体进行研究

（C）安布罗斯发现lin-4基因编译一种名为微RNA的全新RNA，后者不会编译蛋白质。

鲁夫昆则克隆出lin-14 基因，两位科学家意识到lin-4微RNA序列匹配lin-14微RNA中的一个互补序列完成博士后研究后，安布罗斯在其哈佛大学新设立的实验室分析了lin-4突变体。映射法（Methodical mapping）得以克隆该基因并导致一个意想不到的发现。lin-4基因产生一个异常短小、不含蛋白质制造密码的RNA分。这些出乎预料的结果表明，来自lin-4的这种微型RNA负责抑制lin-14，其运作机制是什么呢？与此同时，鲁夫昆在麻省总医院和哈佛医学院新设立的实验室研究了lin-14 基因的调控。

与当时已知的基因调控功能不同，鲁夫昆表明lin-4所抑制的并非是lin-14所制造的mRNA。通过停止制造蛋白质，这种调控似乎发生在基因表达过程的后期。实验还发现lin-14微RNA中被lin-4抑制所必需的一个片段。两位科学家对其发现进行比对并得到一项突破性的发现。lin-4短序列匹配lin-14微RNA关键片段中的互补序列。安布罗斯和鲁夫昆继续进行的实验表明表明lin-4 微RNA通过结合lin-14微RNA的互补序列关闭lin-14，从而停止制造lin-14蛋白质。于是，一个全新的、由一种前所未知的RNA类型（微RNA）进行协调的基因调控机制横空出世！

该成果于1993年发表在《细胞》期刊的两篇论文中。该成果的发表起初遭到科学界的集体无视。尽管结果非常有意思，但这种非同寻常的基因调控机制被视为线虫特有的特征，很可能与人类和其他更高级动物无关。当鲁夫昆研究团队在2000年发现另一种由let-7基因编译的微RNA并公开发表后，这种看法发生了变化。与lin-4不同，let-7基因高度稳定并存在于整个动物界。这篇论文引发极大的兴趣，在接下来数年内，科学家发现了数以百计的不同微RNA。今天，我们已知人类具有一千多个不同的微RNA基因，并且这类基因调控在多细胞生物中普遍存在。

鲁夫昆克隆出微RNA的第二个基因let-7除了定位新的微RNA以外，数个研究团队的实验还厘清了微RNA的生成和传递机制。微RNA的结合导致抑制蛋白质合成或微RNA降解。有意思的是，单个微RNA可调控很多不同基因的表达，此外，单个基因可以被多个 微RNA调控，从而协调整个基因网络。通过生成功能型微RNA的细胞机制还可在植物和动物中制造其他微RNA分子，例如用于保护植物免受病毒感染的一种手段。

生理意义深远的小微RNA

安布罗斯和鲁夫昆首次揭示的微RNA 基因调控已存在数亿年。这种机制使日益复杂的生物体得以进化。从基因研究中我们了解到，如果没有微RNA，细胞和组织无法正常发育。微RNA调控异常导致癌症，人类微RNA基因编译突变导致先天性听力损伤、眼睛和骨骼失能等疾病。

制造微RNA所需的一种蛋白质发生突变导致DICER1综合征，这是一种罕见但严重的有关器官和组织癌症的综合征。安布罗斯和鲁夫昆有关线虫的开创性发现出乎所有人的意料，揭示出基因调控的新维度，对于所有复杂生命形式不可或缺。

揭示基因调控新维度的不可或缺的新发现

获奖人简介

维克托·安布罗斯（Victor Ambros)

2024年诺贝尔生理学或医学奖得主卡里科安布罗斯出生于1953年，是一位美国生物学家，他发现了第一个微RNA（MicroRNA）。目前安布罗斯是马萨诸塞大学医学院教授。安布罗斯的父亲是一位波兰战争难民，他本人在美国佛蒙特州长大成人，并在麻省理工学院获得本科和哲学博士学位。加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun）

2024年诺贝尔生理学或医学奖得主鲁夫昆

鲁夫昆于1952年出生在加州伯克利的一个犹太人家庭，目前是美国麻省总医院的分子生物学家和哈佛医学院的遗传学教授。鲁夫昆本科毕业于加州大学伯克利分校，并在哈佛大学获得博士学位。他于2019年当选为美国哲学学会会员。

百年回眸：诺贝尔生理学或医学奖

自从1901年第一次诺贝尔生理学或医学奖颁布以来，医学已经取得了巨大的进步。而当时科研人员的很多发明发现，直到今天依然让患者受益无穷。

基本事实：

以下是有关诺贝尔生理或医学奖的一些基本数据：

• 1901至2024年之间，共授出115个诺贝尔生理学或医学奖。期间，由于世界大战等原因，在1915、1916、1917、1918、1921、1925、1940、1941和1942年，本奖项未曾颁布。
• 40个本奖项由1位获奖者独享。36个由2位获奖者分享，39个医学奖由3位获奖者分享。
• 共有229位科学家成为诺贝尔生理学或医学奖。
• 最年轻的诺贝尔生理学或医学奖得主为弗雷德里克·班廷（Frederick G. Banting），他在年仅32岁时即因发现胰岛素而荣获1923年诺贝尔生理学或医学奖。
• 最年长的诺贝尔生理学或医学奖得主是佩顿·劳斯（Peyton Rous），他因发现肿瘤诱导病毒而荣获1966年诺贝尔医学奖时已达87岁高龄。
• 在229位本奖项得主中，仅有13位系女性科学家。其中，因发现“基因转座”而于1983年荣获本奖项的的美国著名细胞遗传学家芭芭拉·麦克林托克（Barabara McClintock）是唯一独享诺贝尔生理学或医学奖的女性科学家。

那些看上去高高在上、不食人间烟火的诺贝尔奖，其背后的科学研究正默默拯救着我们的生命。

1901：血清疗法

19 世纪，白喉是一种非常可怕的急性呼吸道传染病，在德国每年夺取超过 5 万儿童的生命。1891 年，埃米尔·阿道夫·冯·贝林和合作者开发了第一种有效的白喉治疗血浆，挽救了一个白喉患儿的生命。在抗生素、疫苗等更有效的方法出现之后，血清疗法除了对狂犬病等特例的专项治疗外，基本退出了临床。不过，阿尔伯特·卡迈特发明的抗蛇毒血清，在 120 年后的今天仍然是最主要的蛇毒治疗手段，并将蛇咬伤的死亡率降低到 1% 以下。而且，每当暂时缺乏疫苗和特效药的新型传染病出现时，已有百年历史的血清疗法可能又会成为一根救命稻草。

1902：都是蚊子惹的祸

英国人罗纳德·罗斯（Ronald Ross）发现，疟蚊是热带疾病疟疾的传播媒介。他指出，疟蚊是疟原虫属生物的寄主，会传播疟疾。直到如今，每年还有约3亿人口染有疟疾。感谢罗斯的重要贡献，可以让研究人员针对这种疾病开发出药物。

1905：结核菌

德国科学家科赫(Robert Koch)发现了结核病的病原体——结核菌。而今，结核病是一种全球各地都可见到的感染性疾病，尽管使用对症的抗生素，其治疗过程也往往非常漫长。随着医学的发展，医研人员已经发明出一种可以预防婴幼儿得结核病的疫苗，但是这种疫苗对成年人并没有效用。

1912：器官的移植

法国外科医生亚历克西·卡雷尔（Alexis Carrel）成功地进行了人体的血管缝合和器官移植，因此获得诺贝尔医学奖。他发明了“血管吻合术”，把切断的血管重新缝合拼接起来。另外他也找出了一种储存人体器官的稳妥方式。时至今日，医生每年大概要移植10万个左右的器官。

1924：一探心脏的秘密

荷兰人威廉·埃因托芬（Willem Einthoven）被称为“心电图之父”。他发展的心电图描记器成了医院和诊所诊断病情的技术手段之一。心电图描记机记录了心脏肌肉纤维的活动。医生可以凭借心电图可以检测出心律失常等心脏疾病。直到今天这都是一个十分广泛的使用方法。

1930：四个血型

奥地利人卡尔·兰德斯坦纳（Karl Landsteiner）发现，如果把两个人的血液混合在一起，经常出现凝结，但这种情况并不具有绝对性。很快他就找出了原因：人类有不同的血型A、B、O(他称这个血型为C型)。稍晚，他的同事发现了第四种血型AB。这个发现大大提高了输血的安全性。

1932：开启化学合成药物的大门

19 世纪，科学家发现，许多疾病是由细菌感染造成的。然而，面对大多数致病细菌，我们都束手无策。化学学科的发展带来转机：人们尝试合成一些物质，对抗这些病原微生物。

1932 年，格哈德·多马克意外发现，一种叫“百浪多息”的红色染料可以保护小鼠和兔子免受葡萄球菌和链球菌的侵害，而非常高的剂量却仅仅引起动物的呕吐。他并不认为百浪多息在人身上会同样奏效；但当时，他的女儿因为链球菌感染而患上败血症，这在那个时代几乎等同死刑，绝望的多马克孤注一掷！惊喜的是，使用百浪多息后，女儿居然快速好转，最终恢复健康。

3 年后，严谨的多马克将动物实验和人体实验的结果公之于众，百浪多息成为了人类历史上第一种人工合成的抗菌药。后来，这种药物由于拯救了美国总统罗斯福罹患败血症的小儿子而备受瞩目，吸引了诸多科学家投入到合成药物的研发中。

1939, 1945 和 1952：细菌的克星

有三个诺贝尔医学奖颁发给了抗生素的发现者和开发者。其中包括发现青霉素的亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming）。直到今天，抗生素是最常被使用的药物之一，也经常成为病人的大救星。不过研究人员必须不断开发出新的抗生素品种，因为细菌经过一段时间就会对抗生素进化出抗药性。

1928 年，弗莱明在实验室阴差阳错地发现青霉素。在第二次世界大战中，青霉素拯救了无数生命。曾经几乎只能截肢或者等待死亡的严重外伤感染，曾被视为不治之症的白喉、猩红热、梅毒、淋病等，都因青霉素而得到有效治疗。这几乎是 20 世纪最伟大的发现之一！据统计，几十年来，它使人类平均寿命从40岁提高到了65岁，整整25周岁。

1948：杀死害虫

化学家米勒(Paul Hermann Müller)发现，杀虫剂DDT可以杀死害虫，却几乎不伤及哺乳动物。这个消息公布于世后的几十年里，DDT是被最广泛应用的杀虫剂之一。直到人们发现，DDT在环境中的积累会对鸟类造成伤害后情况才有所改变。虽然现在DDT已遭受冷落。不过人们还是会使用它来对付疟蚊。

1956：以身试验

德国人沃纳·福斯曼和两位同事共同获得了诺贝尔奖。他发明了心脏导管技术。福斯曼曾经自己身上做了实验，完成了心脏导管插入术。这种手术是将一根塑料导管插入肘前静脉或者手部静脉，并向内推进直到心脏。如今，医生们仍利用这种技术做心脏检查或是进行心脏手术。

1972、1984和1987：抗体

血清疗法奏效的关键，在于血浆中含有抗体——这是人类免疫系统中的核心武器。在对抗体的漫长研究进程中，杰拉尔德·埃德尔曼和罗德尼·罗伯特·波特发现了抗体的蛋白结构，利根川进发现了抗体多样性的遗传学原理，这些都为现代免疫学的抗体理论奠定基础。乔治斯·克勒和色萨·米尔斯坦发明单克隆抗体的生产方法。这项技术能够生产高度均一的、特异性好的抗体，从而使抗体类药物的出现成为可能。在这之后，许多单克隆抗体药物被研发出来，应用范围还从治疗外源病原体所导致的疾病，拓展到了肿瘤治疗领域。

1988年：器官移植免疫抑制

器官移植面临最大的问题是排异反应。格特鲁德·埃利恩和乔治·希青斯发现了一种叫做“硫唑嘌呤”的药物，它可以让兔子不对外源蛋白质产生抗体。目前，这依然是常见的器官移植免疫抑制剂。器官移植是20世纪医学技术发展的最高成就之一，也是目前治疗各种器官功能衰竭的最有效手段。

1979 和 2003：体内乾坤

最开始，如果人们想了解人体内部的情况，唯一的办法就是照X光照片。不过随着时间的推移，医生们已经找到了更好的办法。其中之一就是“电脑断层扫描”技术（CT），这种技术虽然也利用具有放射性的X-射线，但是能够照出更详细的人体断层图像。之后出现了“核磁共振成像”(MRT)，这种方法利用了对人体完全无害的强磁场。

2008：女性的福音

通过德国癌症研究中心哈拉尔德·楚尔·豪森（Harald zur Hausen）的发现，人们才知道，人类乳头状瘤病毒可能会让人患上子宫颈癌。研究人员基于这个发现，研制出了针对这种病毒的疫苗。女性们现在能针对这种类型的宫颈癌接种疫苗。

2010：试管婴儿

罗伯特·爱德华兹获得了2010年度诺贝尔医学奖。他发明了俗称试管婴儿技术的体外受精技术。首名试管婴儿于1978年诞生。之后这个技术经过不断的发展完善，也增大了成功率。现今，全球已有超过500万名试管婴儿降生人世。

2013：细胞内的秘密

2013年诺贝尔医学奖项已经揭晓。德国科学家托马斯•聚德霍夫（Thomas Südhof）和两位美国研究学者詹姆斯•罗斯曼（James Rothman）、兰迪•谢克曼（Randy Schekman）共同获得了这个奖项。得奖原因为他们成功破译了细胞内重要的运输机制。这个系统的失稳会导致如阿尔茨海默氏症、帕金森综合症或糖尿病的发生。

2015年：战胜热带传染病

屠呦呦因提纯青蒿素，成为目前治疗疟疾最有效的药物；坎贝尔和大村智发现伊维菌素，可以对抗多种热带地区的寄生虫感染。他们因各自工作分享诺奖。

2017：告诉你生物钟的秘密

三位美国遗传学家因其在昼夜节律控制机制（即生物钟）方面的发现，获得2017年度诺贝尔医学奖。他们利用果蝇作为模型，成功分离出一种控制生物正常昼夜节律的基因。研究显示这一基因会让一种蛋白质在夜晚时分在细胞内积累，并在白天分解。诺贝尔大会宣布这一决定时表示，三人的研究“帮助我们窥测了我们的生物钟，并阐明它们内在的运作机理”。

2018：启动针对癌症的免疫系统“刹车机制”

我们的身体对肿瘤有天然抵御能力，需要的只是解决免疫系统的“刹车机制”。艾利森(James P. Allison )和本庶佑研究的抗癌疗法，能激活人类免疫细胞中的一些通常不被使用的特殊功能，从而让这些细胞更有效地去对抗癌细胞。基于这两位学者科研成果而开发出的一些新型抗癌疗法，已经被证明具有显著的临床疗效。

对于一些往日很难治疗的肿瘤，抗体药物联合其他药物共同使用的疗法，可以将其控制为近乎不影响正常生活的慢性病。相关的抗体药物甚至可以治愈某些已经发生转移的癌症患者——在以前，这几乎是完全不可能的。

2019：发现了细胞如何感知以及对氧气供应的适应性

动物需要氧气才能把食物转化为有用的能量。几个世纪以来，人们已经对氧的重要性有所了解，但细胞如何适应氧水平的变化一直是未知的。三位英美科学家发现了细胞如何感知和适应氧供应的变化。他们发现了细胞在应对不同水平的氧气时，调节基因活动的分子机制。这一重大发现揭示了生命中最重要的适应性机制之一，为我们理解氧水平如何影响细胞代谢和生理功能奠定了基础。他们的发现也有望为对抗贫血、癌症和许多其他疾病的新策略铺平道路。

2020：发现并鉴定全新的丙型肝炎病毒

三位美国科学家开创性的发现使得一种新病毒——丙型肝炎病毒被鉴定。在他们的工作之前，甲型肝炎和乙型肝炎病毒的发现是重要的进展，但大多数血源性肝炎病例仍然无法解释。丙型肝炎病毒的发现揭示了其余慢性肝炎病例的原因，并使验血和新药物成为可能，从而挽救了数百万人的生命。

2021：我们如何感知和适应外部世界？

感知温度和触觉的能力对人类生存至关重要，并且构成我们与周围世界互动的基础。在日常生活中，我们将这些感觉视为理所当然，但如何启动神经脉动以便感知温度和触觉？两位获奖者的研究成果促使我们理解人类感官和外在环境之间复杂互动的关键缺失环节。这一突破性发现连同后续研究工作，使我们迅速了解人类神经系统感知温度和机械刺激的内在机制。

2022：是什么让我们成为独一无二的人类？

人类对自身起源极为好奇——我们从哪里来？我们与史前人类有何关系？我们与智人或其他人类有何不同？通过开创性的研究，斯万特·派博通过基因测序发现，灭绝人种的基因曾通过智人流向现代人类。这种古老基因的转移在今天具有重要生理学意义，例如影响我们免疫系统对感染的反应。派博的研究还催生一门全新的科学学科：古基因组学。通过揭示区分所有当今人类和已灭绝人种的基因差异，其发现为探索我们如何成为独一无二人类奠定了基础。

2023：他们让人类以前所未有的速度研发出疫苗

在2020年初爆发的新冠疫情期间，两位诺奖得主的发现对研制出对预防新冠病毒卓有成效的mRNA疫苗至关重要。其开创性发现从根本上改变了我们对mRNA与免疫系统相互作用方式的理解，因此，当现代人类面临一项最大的健康威胁时，这两位诺贝尔奖得主为前所未有的速度研制疫苗做出巨大贡献。

其他奖项颁布时间

据诺贝尔奖委员会官网发布，2024年诺贝尔奖评选结果宣布时间如下：

诺贝尔生理学或医学奖，10月7日，中欧夏令时（CEST）11时30分，北京时间17时30分；

诺贝尔物理学奖，10月8日，中欧夏令时（CEST）11时45分，北京时间17时45分；

诺贝尔化学奖，10月9日，中欧夏令时（CEST）11时45分，北京时间17时45分；

诺贝尔文学奖，10月10日，中欧夏令时（CEST）13时，北京时间19时；

诺贝尔和平奖，10月11日，中欧夏令时（CEST）11时，北京时间17时；

瑞典央行纪念阿尔弗雷德·诺贝尔经济学奖，10月14日，中欧夏令时（CEST）11时45分，北京时间17时45分。

参考资料：

https://www.nobelprize.org/

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2024/press-release/