Nobelovu cenu za medicínu dostali vědci za objev mikroRNA

Laureáty Nobelovy ceny za medicínu a fyziologii se stali Victor Ambros a Gary Ruvkun za objev mikroRNA a její roli v regulaci genů.

Letošní Nobelovu cenu dostali dva vědci za objev základního principu regulace genové aktivity. Popsali totiž takzvanou mikroRNA – část lidského genetického materiálu, který byl dlouho považovaný za „zbytečný“. Až práce Ambrose, Ruvkuna a jejich následovníků ale ukázala, že tyto maličké molekuly hrají klíčovou roli v řadě procesů – včetně vzniku nemocí, jako je rakovina.

Informace uložené v lidských chromozomech jsou vlastně jakýsi návod k použití pro všechny buňky v těle. Když vědci do tohoto mikroskopického světa poprvé nahlédli, narazili na záhadu: Každá buňka totiž obsahuje ty stejné chromozomy, takže každá buňka obsahuje přesně stejnou sadu genů a přesně stejný soubor instrukcí. Ale přesto mají různé typy buněk, například ty svalové a nervové, velmi odlišné vlastnosti. Jak tyto rozdíly vznikají?

Nahrávám video

Odpověď spočívá v genové regulaci, která umožňuje každé buňce vybrat si jen příslušné instrukce. A právě to vede k tomu, že v každém typu buňky je aktivní pouze správná sada genů a buňky se umí specializovat.

Když Ambros a Ruvkun studovali, jak se vyvíjejí různé typy buněk, objevili mikroRNA, novou třídu malých molekul RNA. Jejich převratný objev odhalil zcela nový princip genové regulace, který se ukázal jako zásadní pro mnohobuněčné organismy, včetně člověka.

Díky jejich výzkumu se teď ví, že lidský genom kóduje více než tisíc mikroRNA. Ukazuje se, že mikroRNA jsou zásadně důležité pro vývoj a fungování organismů.

Laureáti Nobelových cen za medicínu
Zdroj: Nobelprize.org

Začalo to červem

Od roku 1993 začali letošní laureáti Nobelovy ceny vydávat studie, které popsaly, jakou roli mikroRNA má u výše popsané genové regulace. Jejich výsledky byly nečekané: do té doby nikdo nepředpokládal, že právě tato úroveň genové regulace je velmi významná a navíc zachovaná v průběhu evoluce napříč mnoha druhy zvířat.

Ambros s Ruvkunem se poprvé setkali v osmdesátých letech, kdy oba pracovali jako postdoktorandi v laboratoři Roberta Horvitze. Tento přírodovědec v Bostonu zkoumal nenápadného tvorečka – asi milimetr dlouhého půdního červa, hlístici jménem háďátko obecné. Profesor Horvitz za to později, konkrétně roku 2002, dostal Nobelovu cenu. Svou fascinaci pozoruhodným tvorem přenesl i na své studenty.

Háďátko obecné
Zdroj: ČT24

Háďátko je sice malé, ale šikovné. Má mnoho specializovaných typů buněk, jako jsou nervové a svalové buňky, které se vyskytují i u větších a složitějších živočichů. A protože je malé a jednoduché, stalo se ideálním organismem, na němž se dá ukázat, jak se vyvíjejí a dozrávají tkáně u mnohobuněčných organismů.

Ambros a Ruvkun se zajímali o geny, které řídí načasování aktivace různých genetických programů a zajišťují, že se různé typy buněk vyvíjejí ve správný čas. Využívali proto zmutované červy, u nichž narazili rovnou na několik podivností, které souvisely s neobvykle krátkými molekulami RNA. Oba mladí vědci zkoumali jinak zmutovaná háďátka, ale oba naráželi na stejné podivnosti ohledně této malé RNA.

Když své poznatky sladili, zjistili, že objevili úplně nový způsob genové regulace – a také nový neznámý typ RNA, který pro jeho velikost pojmenovali mikroRNA. Popsali to v odborném časopise Cell roku 1993. Čekali nadšenou reakci vědecké komunity – a dostalo se jim jen mlčení.

Příliš divné, příliš malé

Jiným vědcům se tyto výsledky moc nezdály. Hlavně proto, že tento mechanismus nikdy předtím jinde nepozorovali, ho zpočátku považovali za zvláštnost spojenou jen s háďátkem. Že by stejný způsob regulace buněk mohl fungovat také u jiných tvorů, či dokonce člověka, to bylo vnímáno jako velmi bizarní úvaha.

Na ocenění čekali Ruvkun s Ambrosem dlouhých sedm let. To se jim totiž povedlo popsat další typ mikroRNA, ale tentokrát ne u hlístic. Tento typ se nacházel v celé živočišné říši. To přivedlo další vědce k zájmu o podobné maličkaté kousky RNA. Díky tomu se během dalších let povedlo popsat stovky dalších mikroRNA. V současné době jich u člověka vědci identifikovali více než tisíc a hlavně zjistili, že regulace genů pomocí mikroRNA je mezi mnohobuněčnými organismy univerzální.

Nahrávám video

K čemu to je

Regulace genů pomocí mikroRNA, kterou poprvé odhalili Ambros a Ruvkun, probíhá už stovky milionů let. Právě tento mechanismus totiž patří k těm, které umožnily evoluci stále složitějších organismů. Bez ní se buňky a tkáně normálně nevyvíjejí. A to vedlo vědce a lékaře k dalším výzkumům, jež prokázaly, že její role může mít i praktický význam pro celou řadu oborů v medicíně.

Špatná regulace mikroRNA totiž může přispívat ke vzniku rakoviny. U lidí se našly například mutace v genech kódujících mikroRNA, které způsobují stavy, jako je vrozená ztráta sluchu či oční a kosterní poruchy. A mutace v jednom z proteinů potřebných pro produkci mikroRNA dokonce vedou k syndromu DICER1, vzácnému, ale závažnému syndromu spojenému s rakovinou různých orgánů a tkání.

A to už vedlo k významnému pokroku, který pomáhá spoustě nemocných. Pokroku už lékaři dosáhli ve vývoji diagnostiky a terapie na bázi mikroRNA u onemocnění, jako jsou metabolické poruchy, kardiovaskulární onemocnění, neurodegenerativní stavy a rakovina.

Pátrání po životě v kosmu

Ani to ale nejsou všechny možnosti mikroRNA. Od roku 2000 totiž tým Garyho Ruvkuna pracuje na malém přístroji pro sekvenování nukleových kyselin, jenž je založený právě na využití mikroRNA.

Ten by měl letět v budoucnu na Mars. Detekoval a sekvenoval by tam DNA nebo RNA. Hlavním cílem tohoto přístroje bude ověřit teorii, že život na bázi DNA nebo RNA se mohl vyměňovat mezi Zemí a Marsem, možná už na počátku vývoje Sluneční soustavy.

Loňský rok

Loni prestižní ocenění za medicínu a fyziologii, s nímž se pojí odměna ve výši 11 milionů švédských korun (24,5 milionu korun), získali Maďarka Katalin Karikóová a Američan Drew Weissman, kteří položili základy pro vývoj mRNA vakcín proti nemoci covid-19.

Nobelova cena za fyziologii a lékařství se do letoška předávala 114krát a získalo ji 227 odborníků. Ocenění bude tento týden znát své laureáty ještě za fyziku, chemii, za literaturu a za mír, příští týden v pondělí pak také za ekonomii. Ceny budou slavnostně předány 10. prosince, v den výročí úmrtí švédského vynálezce dynamitu Alfreda Nobela, na základě jehož závěti vznikly.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

„Věčný“ sníh z vrcholků hor na Nové Guineji může zmizet do dvou let

V indonéské části ostrova Nová Guinea rychle mizí poslední zbytky „věčného sněhu“ z vrcholů hor nedaleko rovníku. Úbytek tamních ledovců je výrazným příkladem dopadů klimatických změn a dle odhadů expertů by tamní ledovce mohly do jednoho až dvou let zmizet úplně. Ještě před sto lety přitom pokrýval sníh a trvalý led všechny čtyři hlavní vrcholy 300 kilometrů dlouhého pohoří Sudirman, napsal server BBC.
před 16 hhodinami

Vláda USA hodlá rozvolnit normy pro efektivitu aut, aby ceny vozů klesly

Americké ministerstvo dopravy oznámilo, že dokončilo předpis, který má zvrátit normy pro efektivitu automobilů schválené za vlády předchozího prezidenta USA Joea Bidena. Současná vláda si od toho slibuje, že cena vozů pro koncové spotřebitele klesne. Část expertů ale varuje, že změny mohou poškodit postavení amerických automobilek na světovém trhu.
před 17 hhodinami

Pravěká svatyně Göbekli Tepe zřejmě nebyla spojená s kultem lebek

Archeologové oznámili, že našli vysvětlení, proč se v nejstarším kamenném sídle světa nacházelo tolik lidských ostatků. Příčina je podle nich mnohem méně romantická než různé kulty smrti, o nichž se spekulovalo.
29. 9. 2026‌‌

Vídeňští vědci testují na orbitě kvantový počítač

Kvantové počítače by mohly lidstvu vyřešit spoustu jeho problémů. Na oběžné dráze mohou například zjednodušit a posílit posílání informací přes satelity. Už rok to testuje skupina expertů z Vídeňské univerzity, která se pokouší tuto technologii zkoušet v těch nejobtížnějších podmínkách.
29. 9. 2026‌‌

Vědci vytvořili kopii oceánu Enceladu a vypustili tam pozemské mikroorganismy

Na Saturnově měsíci Enceladu by pod ledovým příkrovem, v tamním hlubokém oceánu, mohly přežívat i pozemské organismy. Potvrdil to experiment berlínských vědců, kteří se pokusili napodobit co nejpřesněji tamní podmínky.
29. 9. 2026‌‌

Loď Starship se z oběžné dráhy vrátila na Zemi

Kosmická loď Starship se poprvé dostala na oběžnou dráhu a následně se vrátila na Zemi, uvedla společnost SpaceX. Kvůli problému s jedním z motorů firma první orbitální let o několik hodin zkrátila, píše server BBC News. Během čtrnáctého zkušebního letu měla loď šestkrát obletět Zemi. Předtím úspěšně vypustila satelity služby Starlink.
28. 9. 2026Aktualizováno28. 9. 2026‌‌

Vědci objevili nové mořské pavouky „jako z noční můry“

V moři mezi USA a Kanadou objevil mladý vědec dva druhy doposud neznámých bezobratlých tvorů, kteří se lidově označují jako mořští pavouci. Oba jsou parazitické, ale přitom mají na svých tělech vlastní parazity.
27. 9. 2026‌‌

AI agenti OpenAI zasáhli do několika webů amerických vládních agentur

Agenti umělé inteligence (AI) firmy OpenAI se pokoušeli získat informace od „vlád, univerzit, veřejných orgánů a dalších institucí“, včetně Komise pro kontrolu cenných papírů, Úřadu pro sčítání lidu a ministerstva školství v USA, uvedla podle britského serveru BBC společnost. Také však tvrdí, že všechny informace, které AI získala, jsou veřejně dostupné.
26. 9. 2026Aktualizováno26. 9. 2026‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.