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凝聚态物理?2024 诺贝尔物理学奖预测来啦!

知乎日报  · 问答  · 3 周前
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今天下午揭晓了 2024 诺贝尔生理学或医学奖,恭喜维克多·安布罗斯和加里·鲁夫昆因发现 microRNA 及其在转录调控作用获得 2024 年诺贝尔生理学或医学奖。

知乎答主 @叶枕流 压中获奖方向和获奖人👏👏

如何通俗的理解 2024 年诺贝尔生理学或医学奖颁奖结果?miRNA 有什么作用?一起看看答主的解答吧。


| 答主:李雷

前两年还发表过一篇水文,研究的就是某一类细胞的 microRNAs 表达情形(因为这东西这些年研究太成熟了,所以价格也打下来了)。

当时写文章的时候,还在引言里写了一段内容大体来介绍 microRNAs,简单的说:


一、micro RNA

微小 RNA(micro RNA)是一种很小的 RNA 分子,长度约为 22nt(21-23nt)。

micro RNA 有几个特点:

①没有开放阅读框, 是非编码 RNA,顾名思义就是,不编码蛋白质;

②具有高度保守性, 表达具有时序性和组织特异性。

③成熟体序列 5’ 端为磷酸基团,3’ 端是羟基;

但是它却有很重要的调节作用。通过与靶基因序列互补的方式进行翻译后抑制或 mRNA 降解,以调控基因表达和翻译。

比如,我们的基因尾部会存在一段区域,我们称之为 3‘UTR(Untranslated Regions),这段区域并不翻译,但是却是 microRNA 结合的区域,而 microRNA 通过和该区域的结合及解离,可以很好的调控基因的表达。


这种调控是很有意义的,毕竟细胞里的整治、分化、凋亡、发育、癌症和许多其他疾病都离不开这种调控,以包括白血病、肺癌、结肠癌、糖尿病和病毒感染等多种病理过程中都有 microRNA 介入,于是,就在治疗疾病上大有可为。


二、micro RNA 的应用

由于 microRNA 这种物质可以体外合成,极大的方便了生物医学领域的研究,使得我们不再需要大量的基因操作来进行干预基因,推动了整个生物医学对基因表达调控研究,如今 microRNA 更是已经推广到临床应用中,对于许多传统医药难以解决的疾病发挥了巨大作用。


1. 治疗疾病

在癌症中,microRNA 会发生失调,致癌性的过表达、抑癌性的下调,而如果有可能对这些 RNA 进行干预,让癌症相关基因得到调节,那么就可以一定程度上提供解决癌症的治疗思路,比如针对 mir34 的药物,这个是和著名的 P53 有关(不过副作用大,好像已经停了)。还有一系列候选,比如 miR-29b、miR-155、miR-92a 等

比如,在肝脏中有一种高表达的 microRNA miR-122 ,它也是丙型肝炎病毒复制的重要引子,从而进一步导致肝病乃至肝癌,而如果把这个 microRNA 针对性的处理,那么就可能起到治疗丙肝的效果。而目前,已经有了这种疗法,为丙肝治疗提供新手段。

也有用 miR-21 来针对肝癌的治疗探索。

当然,在其他疾病中,也有相关研究,比如变应性鼻炎、骨质疏松症等。


2. 诊断或者预后的生物标志物

由于 microRNA 在许多疾病的过程中都有重要参与,而它还可以分泌到体液中并且稳定的存在,这样我们就可以通过检测血液里的相关 microRNA 来进行疾病诊断,这就是生物标志物的意义。

比如在弥漫大 B 细胞淋巴瘤(DLBCL)中外周血清 microRNA-21 高表达,通过对患者血液中的 microRNA-21 检测,可以判断 DLBCL 恶性度,有利于淋巴瘤诊断危险分组及治疗方案选择.

当然,对于疾病的预后,同样也可以关注 microRNA,毕竟这东西如果发生大变化了,那可能意味着癌症的状况发生了改变。


3. 药物安全性评价

服药后机体的安全性如何?药物带来的肝肾损伤乃至毒性如何判断?在传统方法之外,microRNA 也是个思路。

microRNAs(miRNAs)表达受到药物的影响,而 microRNA、药物代谢酶和转运蛋白(DMET)和核受体(NRs)的表达容易受到环境刺激和压力的影响,其中 DMET 和 NRs 的表达又直接受到了 microRNA 的直接影响,最终,这些代谢物会和人群的药物安全性、有效性有关。

比如,在癌症研究中,miRNA 生物标志物已被认为是癌症治疗的耐药性的一个标志,比如下表就是一些癌症药物耐药性的 miRNAs。

目前已经有一系列 mir 作为药物代谢物验证的选择了。

所以就可以用 microRNA 来做评估药物疗效和药物安全性。




明天即将颁布诺贝尔物理学奖的获奖结果,物理学又有哪些热门获奖方向呢?时隔多年,今年的诺贝尔奖会颁给凝聚态物理吗?

来看看知乎预测团答主的预测吧!

除此之外,知乎关于诺贝尔奖的预测讨论也在火热进行中,一起看看答主们对诺奖的预测吧。


| 答主:磷酸君Phosphates

目前我已经成功预测了 2022 年的物理学奖,2023 年的物理学奖,以及 2022 年的化学奖。

而今年我能否继续延续诺贝尔物理学奖的准确预测呢?

我认为,今年的诺贝尔物理学奖,应该要在下面两项中诞生。

1. Yakir Aharonov、Michael Berry,对于量子拓扑和几何相位的发现——阿哈罗诺夫-玻姆效应和贝里相位。倘若本组合获得诺奖,那么 Michael Berry 将会成为第二位同时获得过诺贝尔奖和搞笑诺贝尔奖的人。第一位同时获得这两个奖的是安德烈·海姆,因为悬浮青蛙获得了 2000 年搞笑诺贝尔奖,因为石墨烯获得了 2010 年诺贝尔物理学奖。当年悬浮青蛙的有两个人,另一人正是 Michael Berry。那么 Michael Berry 能否成为第二人呢?

2. Fujio Masuoka,Stuart Parkin (可惜 Robert H. Dennard 已于今年 4 月去世),对于数据存储技术的突破。


| 答主:One Two

合理预(xiā)测(cāi)一波。

21 世纪第一个十年(2001~2010),天文学/天体物理学研究获得诺奖的次数是:2
21 世纪第二个十年(2011~2020),天文学/天体物理学研究获得诺奖的次数是:4.5

21 世纪第三个十年如今已进入第四个年头,还没有天文学家获得诺奖垂青,似乎可以浅浅期待一下了。

个人认为在这一个十年(2030 年前)较有可能拿到诺贝尔物理学奖的其中一个天文学研究方向是日震/星震学领域。

上一个十年黑洞相关研究拿到了两届克拉福德奖,诺贝尔奖也在 2020 年表彰了黑洞研究。2005 年克拉福德奖得主之一的 Peebles 也是 2019 年诺奖得主。

最近两届克拉福德天文学奖都给了太阳/恒星物理,其中 2020 年是建立太阳风理论的 Eugene Parker(2022 年去世),2024 年的三位得主中则有两位获得 2022 年科维理奖。




明天诺贝尔化学奖就要揭晓啦,你又有哪些期待呢?今年会颁给化学领域吗?

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