Der Nobelpreis für Medizin 2024 wurde an Victor Ambros und Gary Ruvkun für ihre Entdeckungen im Bereich der Genregulation verliehen, das hat die Nobelversammlung im Karolinska-Institut in Schweden bekannt gegeben. Die beiden Wissenschaftler wurden für die Identifizierung von microRNA (miRNA) und deren fundamentaler Rolle in der post-transkriptionalen Regulation von Genen ausgezeichnet. Diese Entdeckung stellt einen bedeutenden Fortschritt in unserem Verständnis der genetischen Mechanismen dar, die die Entwicklung und Funktion von Zellen und Organismen steuern.
Hintergrund zur Genregulation
Obwohl jede unserer Zellen dieselbe genetische Information enthält, unterscheiden sich verschiedene Zelltypen, wie Muskel- und Nervenzellen, erheblich in ihrer Funktion und Struktur. Diese Unterschiede entstehen durch eine präzise Regulation der Genaktivität, die es jeder Zelle ermöglicht, nur die spezifischen Gene zu aktivieren, die für ihre Funktion notwendig sind.
Seit den 1960er-Jahren ist bekannt, dass spezialisierte Proteine, sogenannte Transkriptionsfaktoren, eine zentrale Rolle in der Genregulation spielen. Diese Transkriptionsfaktoren binden an spezifische Regionen in der DNA und bestimmen, welche mRNAs produziert werden, was den Fluss genetischer Informationen beeinflusst. Lange Zeit glaubte man, dass dieser Mechanismus die hauptsächliche Kontrolle der Genregulation darstellt. Doch die Entdeckung von Victor Ambros und Gary Ruvkun aus dem Jahr 1993 zeigte eine neue Ebene der Genregulation auf – die microRNAs.
Die Entdeckung der microRNAs
microRNAs sind eine Klasse kleiner (17-24 Nukleotide), nicht-kodierender RNA-Moleküle, die eine entscheidende Rolle in der Regulation der Genaktivität spielen. Diese Moleküle beeinflussen die Prozesse, in denen mRNA in Proteine übersetzt wird, und tragen zur Feinabstimmung der Proteinproduktion in den Zellen bei.
Ihre Entdeckung offenbarte ein völlig neues Prinzip der Genregulation, das sich als essenziell für die Funktion und Entwicklung von mehrzelligen Organismen, einschließlich des Menschen, herausstellte. Heute ist bekannt, dass das menschliche Genom für über tausend microRNAs kodiert, die in einer Vielzahl biologischer Prozesse eine Rolle spielen.
Diagnostisches und therapeutisches Potenzial der microRNAs
Bei bestimmten Krankheiten verändert sich das microRNA-Profil. Daher eignen sich diese als diagnostische und prognostische Biomarker, z. B. bei Herzinsuffizienz, Infektionen oder Tumoren, wie Lungenkrebs.
Des Weiteren haben miRNAs auch therapeutisches Potenzial. So könnte die Hemmung einer bestimmten miRNA die Repression eines Tumorsuppressorgens aufheben. Es wäre zudem möglich, durch die Zufuhr passender miRNA die Expression von Proteinen zu unterdrücken, die beispielsweise das Remodelling bei Herzinsuffizienz fördern.
Solche Möglichkeiten sind Gegenstand aktueller Forschung und verdeutlichen das große Potenzial der Entdeckung von Ambros und Ruvkun.
Die Nobelpreisträger 2024: Victor Ambros und Gary Ruvkun
Victor Ambros, geboren 1953 in Hanover, New Hampshire, promovierte am Massachusetts Institute of Technology (MIT) und war dort als Postdoktorand tätig. Seit 1985 war er Principal Investigator an der Harvard University und ist heute Silverman Professor of Natural Science an der University of Massachusetts Medical School, Worcester, MA.
Gary Ruvkun, geboren 1952 in Berkeley, Kalifornien, promovierte an der Harvard University und war ebenfalls als Postdoktorand am MIT tätig. Er ist derzeit Professor für Genetik am Massachusetts General Hospital und der Harvard Medical School.
