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加里·魯夫昆

美国分子生物学家

加里·布魯斯·魯夫昆（英語：Gary Bruce Ruvkun，1952年3月26日—），美國的分子生物學家[3] ，麻省總醫院的諾貝爾獎得主，波士頓哈佛醫學院的遺傳學教授。

加里·魯夫昆 2024年諾貝爾生理學或醫學獎得主
Gary Ruvkun
出生 (1952-03-26) 1952年3月26日（72歲）
美國加利福尼亞州柏克萊
國籍 美國
母校伯克利加州大學
哈佛大學
麻省理工學院
獎項基礎醫學研究拉斯克獎（2008年）[1]
蓋爾德納國際獎（2008年）
本傑明·富蘭克林獎章（2008年）[2]
路易莎·格羅斯·霍維茨獎（2009年）
丹·大衛獎（2011年）
沃爾夫醫學獎（2014年）
格魯伯遺傳學獎（2014年）
生命科學突破獎（2015年）
出生缺陷基金會獎（2016年）
諾貝爾生理學或醫學獎（2024年）
科學生涯
研究領域分子生物學
機構哈佛醫學院
麻省總醫院
論文The molecular genetic analysis of symbiotic nitrogen fixation (NIF) genes from rhizobium meliloti（1982）
博士導師Frederick Ausubel

魯夫昆發現了首例微RNA[4]——lin-4通過與目標信使RNA不完全鹼基配對來調控這些目標的翻譯的機制，並發現了第二個微RNA——let-7，以及它在動物（包括人類）系統發育中如何保護的。這些miRNA的發現揭示了前所未有的miRNA調控的新世界，以及這種調控的機制。 魯夫昆也發現了類胰島素訊號在老化和新陳代謝調節中的許多特徵。

2019年他當選美國哲學會會員。魯夫昆與發育生物學家維克托·安布羅斯於2024年榮獲諾貝爾生理學或醫學獎，以表彰微RNA的發現及其在轉錄後基因調控（英語：Post-transcriptional regulation）中的作用。[5][6]

早期生活與教育

魯夫昆出生於一個猶太家庭，是塞繆爾·魯夫昆和多拉·魯夫昆（娘家姓古列維奇）的兒子。[7]

魯夫昆於1973年獲得加州大學柏克萊分校生物物理學專業學士學位。他在 Frederick M. Ausubel 的實驗室進行了博士研究，研究細菌固氮作用基因。[8] 魯夫昆與麻省理工學院 (MIT) 的H·羅伯特·霍維茨 (Robert Horvitz) 和哈佛大學的沃特·吉爾伯特 (Walter Gilbert) 一起完成了博士後研究。[9]

研究

miRNA lin-4

魯夫昆的研究表明，miRNA lin-4（維克托·安布羅斯實驗室在1992年發現的22核苷酸調節RNA）透過形成不完美的RNA雙鏈體來下調翻譯，從而調節其標靶mRNA lin-14（英語：lin-14）。第一個跡象表明，被lin-4基因產物識別的lin-14基因的關鍵調控元件位於lin-14 3'非翻譯區，這來自對lin-14功能獲得性突變的分析，該突變表明它們是lin-14 3'非翻譯區保守元件的刪除。刪除這些元件可以緩解LIN-14蛋白產生的正常晚期特異性抑制，而lin-4對於正常lin-14 3'非翻譯區的抑制是必需的。[10][11]安布羅斯實驗室取得了一項重大突破，發現lin-4編碼一種非常小的RNA產物，定義了22個核苷酸的miRNA。當安布羅斯和魯夫昆比較lin-4 miRNA和lin-14 3'非翻譯區的序列時，他們發現具有保守凸起和環的lin-4 RNA鹼基與lin-14（英語：lin-14）靶標的3'非翻譯區配對mRNA ，並且lin-14功能獲得突變刪除了這些lin-4互補位點，以減輕lin-4對翻譯的正常抑制。此外，他們還表明，lin-14 3'非翻譯區可以透過產生lin-4反應的嵌合mRNA，對不相關的mRNA賦予這種lin-4依賴性翻譯抑制。 1993年，魯夫昆在《細胞》期刊上報道了lin-4對lin-14的調控。[12] 在同一期《細胞》中，維克托·安布羅斯將lin-4的調控產物描述為小RNA。[13]這些論文揭示了前所未有的小尺寸RNA調控的新世界，以及此調控的機制。[14][15]總之，這項研究現在被認為是microRNA以及部分鹼基配對的 miRNA::mRNA 雙股體抑制翻譯機制的首次描述。[16]

miRNA，let-7

2000年，魯夫昆實驗室報告了第二個秀麗隱桿線蟲microRNA let-7的鑑定，它與第一個microRNA一樣，透過與3'非翻譯區域的不完美鹼基配對來調節目標基因（在本例中為lin-41）的翻譯。[17][18]這表明透過3』UTR互補性進行 miRNA 調節可能是一個共同特徵，並且可能存在更多的 microRNA。 魯夫昆實驗室於2000年稍後確立了microRNA調控對其他動物的普遍性，當時他們報告稱，let-7 microRNA 的序列和調控在動物系統發育中是保守的，包括人類。[19]

線蟲的新陳代謝與壽命

魯夫昆實驗室也發現，類似胰島素的訊號路徑控制著秀麗隱桿線蟲的新陳代謝和壽命。Klass[20], Johnson[21]和凱尼恩 (Kenyon)[22]表明，由Age-1和daf-2突變介導的發育停滯程序可延長線蟲的壽命。

SETG：尋找地外行星基因組

魯夫昆實驗室與麻省理工學院的Maria Zuber、Chris Carr（現任喬治亞理工學院）和 Michael Finney（現任三藩市生物科技企業家）合作，一直在開發可以擴增並進行測序DNA和RNA的協議和儀器，以尋找另一個星球上與地球上的生命之樹有祖先關係的生命。[23]尋找地外基因組（SETG）計劃一直在開發一種小型儀器，可以確定火星（或任何其他行星體）上的DNA 序列，並將這些DNA 序列檔案中的信息發送到地球，以便與地球上的生命進行比較。[24]

先天免疫監視

2012年，魯夫昆在《細胞》雜誌上發表了一篇專題論文，為免疫學領域做出了原創性貢獻，描述了動物先天免疫監視的一種優雅機制，該機制依賴於對宿主核心細胞功能的監測，這些功能通常是在感染過程中被微生物毒素破壞。[25]

發表文章和認可

截至2018年，魯夫昆已發表約150篇科學文章。 魯夫昆因其對醫學科學的貢獻、對老化領域的貢獻[26]以及microRNA的發現而獲得了無數獎項[4]。他是拉斯克基礎醫學獎、[1] 蓋爾德納國際獎和本傑明富蘭克林生命科學獎章的得主。[27]魯夫昆於2008年當選為美國國家科學院院士。[28]

獎項

 
魯夫昆於2014年與維克托·安布羅斯一起獲得了格魯伯遺傳學獎。

參見

參考資料

  1. ^ 1.0 1.1 "Gary Ruvkun" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）– The Lasker Foundation (Retrieved on September 15, 2008) 引用錯誤：帶有name屬性「lasker-ruvkun」的<ref>標籤用不同內容定義了多次
  2. ^ Franklin Award. [2018-10-06]. （原始內容存檔於2008-05-15）. 
  3. ^ Dan David Prize 10th Anniversary 2011 Laureates Announced: The Coen Brothers - for Cinema; Marcus Feldman - for Evolution; Cynthia Kenyon and Gary Ruvkun - for Ageing. www.newswire.ca. [2018-04-25]. （原始內容存檔於2018-04-21） （英語）. 
  4. ^ 4.0 4.1 "Gary Ruvkun" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） – The Gairdner Foundation (Retrieved on May 25, 2008) 引用錯誤：帶有name屬性「gairdner-ambros」的<ref>標籤用不同內容定義了多次
  5. ^ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2024. NobelPrize.org. [October 7, 2024]. （原始內容存檔於2024-10-08） （美國英語）. 
  6. ^ 6.0 6.1 Press release: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2024. NobelPrize.org. [October 7, 2024]. （原始內容存檔於October 8, 2024） （美國英語）. 
  7. ^ Jewish Nobel Prize Winners in Medicine. www.jinfo.org. [October 7, 2024]. （原始內容存檔於2024-08-04）. 
  8. ^ PI BIO. Center for Computational and Integrative Biology. [October 7, 2024]. （原始內容存檔於2024-10-08）. 
  9. ^ Harvard Medical School faculty page. [2024-10-08]. （原始內容存檔於2009-02-03）. 
  10. ^ Arasu, P.; Wightman, B.; Ruvkun, G. Temporal regulation of lin-14 by the antagonistic action of two other heterochronic genes, lin-4 and lin-28. Genes & Development. 1991, 5 (10): 1825–1833. PMID 1916265. doi:10.1101/gad.5.10.1825  . 
  11. ^ Wightman, B.; Bürglin, T. R.; Gatto, J.; Arasu, P.; Ruvkun, G. Negative regulatory sequences in the lin-14 3'-untranslated region are necessary to generate a temporal switch during Caenorhabditis elegans development. Genes & Development. 1991, 5 (10): 1813–1824. PMID 1916264. doi:10.1101/gad.5.10.1813  . 
  12. ^ Wightman, B.; Ha, I.; Ruvkun, G. Posttranscriptional regulation of the heterochronic gene lin-14 by lin-4 mediates temporal pattern formation in C. Elegans. Cell. 1993, 75 (5): 855–862. PMID 8252622. doi:10.1016/0092-8674(93)90530-4  . 
  13. ^ Lee, R. C.; Feinbaum, R. L.; Ambros, V. The C. Elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14. Cell. 1993, 75 (5): 843–854. PMID 8252621. doi:10.1016/0092-8674(93)90529-Y  . 
  14. ^ Ruvkun, G; Wightman, B; Bürglin, T; Arasu, P. Dominant gain-of-function mutations that lead to misregulation of the C. Elegans heterochronic gene lin-14, and the evolutionary implications of dominant mutations in pattern-formation genes. Development. Supplement. 1991, 1: 47–54. PMID 1742500. 
  15. ^ Ruvkun, G.; Ambros, V.; Coulson, A.; Waterston, R.; Sulston, J.; Horvitz, H. R. Molecular Genetics of the Caenorhabditis Elegans Heterochronic Gene Lin-14. Genetics. 1989, 121 (3): 501–516. PMC 1203636  . PMID 2565854. doi:10.1093/genetics/121.3.501. 
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  18. ^ Slack, F. J.; Basson, M.; Liu, Z.; Ambros, V.; Horvitz, H. R.; Ruvkun, G. The lin-41 RBCC gene acts in the C. Elegans heterochronic pathway between the let-7 regulatory RNA and the LIN-29 transcription factor. Molecular Cell. 2000, 5 (4): 659–669. PMID 10882102. doi:10.1016/S1097-2765(00)80245-2  . 
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  20. ^ Klass, M.; Hirsh, D. Non-ageing developmental variant of Caenorhabditis elegans. Nature. 1976, 260 (5551): 523–525. Bibcode:1976Natur.260..523K. PMID 1264206. S2CID 4212418. doi:10.1038/260523a0. 
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  22. ^ Kenyon, C.; Chang, J.; Gensch, E.; Rudner, A.; Tabtiang, R. A C. Elegans mutant that lives twice as long as wild type. Nature. 1993, 366 (6454): 461–464. Bibcode:1993Natur.366..461K. PMID 8247153. S2CID 4332206. doi:10.1038/366461a0. 
  23. ^ Ruvkun, Gary; Finney, Michael; Zuber, Maria T.; Carr, Chris; Church, George M.; Gilbert, Walter; Quake, Stephen; Mayer, William F. SETG, a Search for Extraterrestrial Genomes: An in situ PCR Detector for Life on Mars Ancestrally Related to Life on Earth (PDF). [9 October 2024]. （原始內容存檔 (PDF)於October 9, 2024）. 
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  25. ^ Melo, Justine A.; Ruvkun, Gary. Inactivation of conserved C. elegans genes engages pathogen- and xenobiotic-associated defenses. Cell. April 13, 2012, 149 (2): 452–466. ISSN 1097-4172. PMC 3613046  . PMID 22500807. doi:10.1016/j.cell.2012.02.050. 
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  27. ^ Franklin Award. [December 14, 2021]. （原始內容存檔於May 15, 2008）. 
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  29. ^ Rosenstiel Award Winners. Brandeis University. [October 7, 2024]. （原始內容存檔於August 4, 2017）. 
  30. ^ 30.0 30.1 Center for Computational and Integrative Biology. [9 October 2024]. 
  31. ^ Fessenden, Jim. Victor Ambros awarded 2015 $3M Breakthrough Prize for co-discovery of microRNAs. UMass med NOW. University of Massachusetts Medical School. 2014-11-10 [2015-09-06]. （原始內容存檔於2015-09-06）. 
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  33. ^ ScholarGPS Profile: Gary Ruvkun. [October 9, 2024]. （原始內容存檔於October 9, 2024）. 
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