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加里·鲁夫昆

美国分子生物学家

加里·布鲁斯·鲁夫昆（英语：Gary Bruce Ruvkun，1952年3月26日—），美国的分子生物学家[3] ，麻省总医院的诺贝尔奖得主，波士顿哈佛医学院的遗传学教授。

加里·鲁夫昆 2024年诺贝尔生理学或医学奖得主
Gary Ruvkun
出生 (1952-03-26) 1952年3月26日（72岁）
美国加利福尼亚州柏克莱
国籍 美国
母校伯克利加州大学
哈佛大学
麻省理工学院
奖项基础医学研究拉斯克奖（2008年）[1]
盖尔德纳国际奖（2008年）
本杰明·富兰克林奖章（2008年）[2]
路易莎·格罗斯·霍维茨奖（2009年）
丹·大卫奖（2011年）
沃尔夫医学奖（2014年）
格鲁伯遗传学奖（2014年）
生命科学突破奖（2015年）
出生缺陷基金会奖（2016年）
诺贝尔生理学或医学奖（2024年）
科学生涯
研究领域分子生物学
机构哈佛医学院
麻省总医院
论文The molecular genetic analysis of symbiotic nitrogen fixation (NIF) genes from rhizobium meliloti（1982）
博士导师Frederick Ausubel

鲁夫昆发现了首例微RNA[4]——lin-4通过与目标信使RNA不完全碱基配对来调控这些目标的翻译的机制，并发现了第二个微RNA——let-7，以及它在动物（包括人类）系统发育中如何保护的。这些miRNA的发现揭示了前所未有的miRNA调控的新世界，以及这种调控的机制。 鲁夫昆也发现了类胰岛素讯号在老化和新陈代谢调节中的许多特征。

2019年他当选美国哲学会会员。鲁夫昆与发育生物学家维克托·安布罗斯于2024年荣获诺贝尔生理学或医学奖，以表彰微RNA的发现及其在转录后基因调控（英语：Post-transcriptional regulation）中的作用。[5][6]

早期生活与教育

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鲁夫昆出生于一个犹太家庭，是塞缪尔·鲁夫昆和多拉·鲁夫昆（娘家姓古列维奇）的儿子。[7]

鲁夫昆于1973年获得加州大学柏克莱分校生物物理学专业学士学位。他在 Frederick M. Ausubel 的实验室进行了博士研究，研究细菌固氮作用基因。[8] 鲁夫昆与麻省理工学院 (MIT) 的H·罗伯特·霍维茨 (Robert Horvitz) 和哈佛大学的沃特·吉尔伯特 (Walter Gilbert) 一起完成了博士后研究。[9]

研究

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miRNA lin-4

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鲁夫昆的研究表明，miRNA lin-4（维克托·安布罗斯实验室在1992年发现的22核苷酸调节RNA）透过形成不完美的RNA双链体来下调翻译，从而调节其标靶mRNA lin-14（英语：lin-14）。第一个迹象表明，被lin-4基因产物识别的lin-14基因的关键调控元件位于lin-14 3'非翻译区，这来自对lin-14功能获得性突变的分析，该突变表明它们是lin-14 3'非翻译区保守元件的删除。删除这些元件可以缓解LIN-14蛋白产生的正常晚期特异性抑制，而lin-4对于正常lin-14 3'非翻译区的抑制是必需的。[10][11]安布罗斯实验室取得了一项重大突破，发现lin-4编码一种非常小的RNA产物，定义了22个核苷酸的miRNA。当安布罗斯和鲁夫昆比较lin-4 miRNA和lin-14 3'非翻译区的序列时，他们发现具有保守凸起和环的lin-4 RNA碱基与lin-14（英语：lin-14）靶标的3'非翻译区配对mRNA ，并且lin-14功能获得突变删除了这些lin-4互补位点，以减轻lin-4对翻译的正常抑制。此外，他们还表明，lin-14 3'非翻译区可以透过产生lin-4反应的嵌合mRNA，对不相关的mRNA赋予这种lin-4依赖性翻译抑制。 1993年，鲁夫昆在《细胞》期刊上报道了lin-4对lin-14的调控。[12] 在同一期《细胞》中，维克托·安布罗斯将lin-4的调控产物描述为小RNA。[13]这些论文揭示了前所未有的小尺寸RNA调控的新世界，以及此调控的机制。[14][15]总之，这项研究现在被认为是microRNA以及部分碱基配对的 miRNA::mRNA 双股体抑制翻译机制的首次描述。[16]

miRNA，let-7

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2000年，鲁夫昆实验室报告了第二个秀丽隐杆线虫microRNA let-7的鉴定，它与第一个microRNA一样，透过与3'非翻译区域的不完美碱基配对来调节目标基因（在本例中为lin-41）的翻译。[17][18]这表明透过3’UTR互补性进行 miRNA 调节可能是一个共同特征，并且可能存在更多的 microRNA。 鲁夫昆实验室于2000年稍后确立了microRNA调控对其他动物的普遍性，当时他们报告称，let-7 microRNA 的序列和调控在动物系统发育中是保守的，包括人类。[19]

线虫的新陈代谢与寿命

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鲁夫昆实验室也发现，类似胰岛素的讯号路径控制着秀丽隐杆线虫的新陈代谢和寿命。Klass[20], Johnson[21]和凯尼恩 (Kenyon)[22]表明，由Age-1和daf-2突变介导的发育停滞程序可延长线虫的寿命。

SETG：寻找地外行星基因组

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鲁夫昆实验室与麻省理工学院的Maria Zuber、Chris Carr（现任乔治亚理工学院）和 Michael Finney（现任旧金山生物科技企业家）合作，一直在开发可以扩增并进行测序DNA和RNA的协议和仪器，以寻找另一个星球上与地球上的生命之树有祖先关系的生命。[23]寻找地外基因组（SETG）计划一直在开发一种小型仪器，可以确定火星（或任何其他行星体）上的DNA 序列，并将这些DNA 序列档案中的信息发送到地球，以便与地球上的生命进行比较。[24]

先天免疫监视

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2012年，鲁夫昆在《细胞》杂志上发表了一篇专题论文，为免疫学领域做出了原创性贡献，描述了动物先天免疫监视的一种优雅机制，该机制依赖于对宿主核心细胞功能的监测，这些功能通常是在感染过程中被微生物毒素破坏。[25]

发表文章和认可

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截至2018年，鲁夫昆已发表约150篇科学文章。 鲁夫昆因其对医学科学的贡献、对老化领域的贡献[26]以及microRNA的发现而获得了无数奖项[4]。他是拉斯克基础医学奖、[1] 盖尔德纳国际奖和本杰明富兰克林生命科学奖章的得主。[27]鲁夫昆于2008年当选为美国国家科学院院士。[28]

奖项

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鲁夫昆于2014年与维克托·安布罗斯一起获得了格鲁伯遗传学奖。

参见

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参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 "Gary Ruvkun" （页面存档备份，存于互联网档案馆）– The Lasker Foundation (Retrieved on September 15, 2008) 引用错误：带有name属性“lasker-ruvkun”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  2. ^ Franklin Award. [2018-10-06]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2018-04-21） （英语）. 
  4. ^ 4.0 4.1 "Gary Ruvkun" （页面存档备份，存于互联网档案馆） – The Gairdner Foundation (Retrieved on May 25, 2008) 引用错误：带有name属性“gairdner-ambros”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  5. ^ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2024. NobelPrize.org. [October 7, 2024]. （原始内容存档于2024-10-08） （美国英语）. 
  6. ^ 6.0 6.1 Press release: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2024. NobelPrize.org. [October 7, 2024]. （原始内容存档于October 8, 2024） （美国英语）. 
  7. ^ Jewish Nobel Prize Winners in Medicine. www.jinfo.org. [October 7, 2024]. （原始内容存档于2024-08-04）. 
  8. ^ PI BIO. Center for Computational and Integrative Biology. [October 7, 2024]. （原始内容存档于2024-10-08）. 
  9. ^ Harvard Medical School faculty page. [2024-10-08]. （原始内容存档于2009-02-03）. 
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  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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  17. ^ Reinhart, B. J.; Slack, F. J.; Basson, M.; Pasquinelli, A. E.; Bettinger, J. C.; Rougvie, A. E.; Horvitz, H. R.; Ruvkun, G. The 21-nucleotide let-7 RNA regulates developmental timing in Caenorhabditis elegans. Nature. 2000, 403 (6772): 901–906. Bibcode:2000Natur.403..901R. PMID 10706289. S2CID 4384503. doi:10.1038/35002607. 
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  19. ^ Pasquinelli, A. E.; Reinhart, B. J.; Slack, F.; Martindale, M. Q.; Kuroda, M. I.; Maller, B.; Hayward, D. C.; Ball, E. E.; Degnan, B.; Müller, B.; Spring, P.; Srinivasan, J. R.; Fishman, A.; Finnerty, M.; Corbo, J.; Levine, J.; Leahy, M.; Davidson, P.; Ruvkun, E. Conservation of the sequence and temporal expression of let-7 heterochronic regulatory RNA. Nature. 2000, 408 (6808): 86–89. Bibcode:2000Natur.408...86P. PMID 11081512. S2CID 4401732. doi:10.1038/35040556. 
  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]. （原始内容存档 (PDF)于October 9, 2024）. 
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  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]. （原始内容存档于2015-09-06）. 
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  33. ^ ScholarGPS Profile: Gary Ruvkun. [October 9, 2024]. （原始内容存档于October 9, 2024）. 
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