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加里·鲁夫昆

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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歲）
美國加利福尼亞州柏克萊
国籍 美国
母校伯克利加州大学
哈佛大学
麻省理工學院
奖项基礎醫學研究拉斯克獎（2008年）[1]
蓋爾德納國際獎（2008年）
班傑明·富蘭克林獎章（2008年）[2]
路易莎·格罗斯·霍维茨奖（2009年）
丹·大衛獎（2011年）
沃尔夫医学奖（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）
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）
博士導師Frederick Ausubel

加里·布魯斯·鲁夫昆（英語：Gary Bruce Ruvkun，1952年3月26日—），美国的分子生物学家[3] ，麻省总医院的諾貝爾獎得主，波士頓哈佛医学院的遗传学教授。

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。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。 鲁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（英语：Post-transcriptional regulation）中的作用。[5][6]

早期生活與教育

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魯夫昆出生於一个猶太家庭，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学專業學士學位。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·罗伯特·霍维茨 (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

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miRNA lin-4

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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（英语：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。當安布羅斯和鲁夫昆比較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（英语：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，鲁夫昆在《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

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2000年，鲁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

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鲁夫昆實驗室也發現，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]和凯尼恩 (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

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鲁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（現任舊金山生物科技企業家）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）計畫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

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2012年，鲁夫昆在《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

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截至2018年，鲁夫昆已發表約150篇科學文章。 鲁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]。他是拉斯克基础医学奖、[1] 盖尔德纳国际奖和班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]

奖项

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鲁夫昆於2014年與维克托·安布罗斯一起獲得了格鲁伯遗传学奖。

參见

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參考資料

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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）. 
  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 可免费查阅. 
  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 可免费查阅. 
  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 可免费查阅. 
  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 可免费查阅. 
  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 可免费查阅. 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. 
  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 可免费查阅. 
  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. 
  21. ^ Friedman, D. B.; Johnson, T. E. A Mutation in the Age-1 Gene in Caenorhabditis Elegans Lengthens Life and Reduces Hermaphrodite Fertility. Genetics. 1988, 118 (1): 75–86. PMC 1203268 可免费查阅. PMID 8608934. doi:10.1093/genetics/118.1.75. 
  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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  27. ^ Franklin Award. [December 14, 2021]. （原始内容存档于May 15, 2008）. 
  28. ^ Gary Ruvkun – NAS. National Academy of Sciences. [9 October 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）. 
  32. ^ Victor Ambros awarded 2016 March of Dimes prize for co-discovery of MicroRNAs. University of Massachusetts Medical School. 2016-05-03 [2016-09-09]. （原始内容存档于2024-07-22）. 
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