Godt nytt år! Nr. 1 Historie fra 2024: Nobelprisen for funksjon av 'Junk DNA'

Av Casey Luskin, 1. januar 2025. Oversatt herfra

Hva er årets største vitenskapshistorie? Min stemme går til 2024 Nobelprisen i fysiologi eller medisin, tildelt for oppdagelsen av funksjon for en type "søppel -DNA" som produserer mikroRNA (miRNA), et avgjørende molekyl involvert i genregulering. Det såkalte genetiske søppelet som skulle vise seg å være funksjonelt, var en prediksjon fra intelligent design som gikk tilbake til 1990-tallet. På det har ID blitt rettferdiggjort om og om igjen, nå av Nobelkomiteen. Våre kolleger Richard Sternberg og Bill Dembski var tidlige prediktorer, som kritikere av det Jonathan Wells i en bok fra 2011 kalte 'The Myth of Junk DNA'.

Bilde 1. Nr.1 historien for 2024 -knyttet til Nobelpris i fysiologi/medisin

Da David Coppedge bragte Nobel -historien for oss tilbake i oktober, kom den opp da jeg reiste, og jeg gikk helt glipp av den. Forrige uke laget jeg en podcast om årets Nobelpris (det vises nedenfor), og jeg skjønte hvilken enorm historie den er. Bedre sent enn aldri, la oss grave i det som ble oppdaget.'

Video -lenke.

Først forklarer den offisielle pressemeldingen Nobelprisen -lenke:

"Nobelforsamlingen ved Karolinska Institutet har i dag bestemt seg for å tildele Nobelprisen i fysiologi eller medisin 2024, i fellesskap til Victor Ambros og Gary Ruvkun for oppdagelsen av MicroRNA og dets rolle i post-transkripsjonell genregulering.
årets Nobelpris hedrer to forskere for deres oppdagelse av et grunnleggende prinsipp som regulerer hvordan genaktivitet reguleres.

Bilde 2. Genregulering bestemmer hvilke gener som aktiveres

Informasjonen som er lagret i kromosomene våre, kan sammenlignes med en bruksanvisning for alle celler i kroppen vår. Hver celle inneholder de samme kromosomene, slik at hver celle inneholder nøyaktig det samme settet med gener og nøyaktig samme sett med instruksjoner. Likevel har vi forskjellige celletyper, som muskel- og nerveceller, veldig distinkte egenskaper. Hvordan oppstår disse forskjellene? Svaret ligger i genregulering, som bare lar hver celle velge de relevante instruksjonene. Dette sikrer at bare riktige sett med gener er aktive i hver celletype.
Victor Ambros og Gary Ruvkun var interessert i hvordan forskjellige celletyper utvikler seg. De oppdaget MicroRNA, en ny klasse av bittesmå RNA -molekyler som spiller en avgjørende rolle i genregulering. Deres banebrytende oppdagelse avdekket et helt nytt prinsipp om genregulering som viste seg å være essensiell for flercellede organismer, inkludert mennesker. Det er nå kjent at det menneskelige genom koder for over tusen mikroRNA. Deres overraskende oppdagelse avslørte en helt ny dimensjon ved genregulering. MicroRNA viser seg å være grunnleggende viktige for hvordan organismer utvikler seg og fungerer."
I hovedsak oppdaget de at mikroRNA er små RNA -molekyler som kan binde seg til messenger RNA (mRNA) som koder for proteiner, som forhindrer at mRNA blir oversatt til proteiner ved ribosomet. Disse mikroRNA -ene "spiller en avgjørende rolle i genregulering" som er ekstremt vanlig i flercellede organismer.

En nesten øredøvende stillhet
Oppdagelsen ble først gjort i den bittelille rundormen C. elegans, der miRNA slår av et gen kalt LIN-14. Igjen forklarer pressemeldingen:
"Ambros og Ruvkun utførte ytterligere eksperimenter som viser at LIN-4 MicroRNA slår av LIN-14 ved å binde seg til de komplementære sekvensene i sitt mRNA, og blokkere produksjonen av LIN-14-protein. Et nytt prinsipp om genregulering, formidlet av en tidligere ukjent type RNA, MicroRNA, hadde blitt oppdaget! Resultatene ble publisert i 1993 i to artikler i tidsskriftet Cell."

Bilde 3. miRNA styrer hvorvidt gen blir proteinkodende eller ikke

Men pressemeldingen bemerker da at responsen fra det vitenskapelige samfunnet ikke var det du forventet for en oppdagelse som til slutt ville vinne Nobelprisen:
De publiserte resultatene ble opprinnelig møtt med nesten øredøvende stillhet fra det vitenskapelige samfunnet. Selv om resultatene var interessante, ble den uvanlige mekanismen for genregulering betraktet som en særegenhet ved C. elegans, sannsynligvis irrelevant for mennesker og andre mer komplekse dyr.
Det er en annen grunn til at disse artiklene først fikk så lite oppmerksomhet-og det skyldes at mikroRNA er produsert av ikke-proteinkodende DNA, typen DNA som lenge var avskjediget som 'søppel'.

MikroRNA ble en gang ansett avledet fra 'søppel -DNA'
Nå sier ikke den offisielle pressemeldingen Nobelprisen at mikroRNA er produsert av en type DNA som en gang er ansett som 'søppel'. Men ledende forskere gjør akkurat dette poenget -lenke. En artikkel i Current Science om årets pris sier:
"Selv om det på begynnelsen av 1990-tallet noen ikke-kodende 'gener' inkludert HSRω i Drosophila, Xist, H19, etc. hos pattedyr var kjent for å være essensielle for organismers normale liv, forble de unntak uten å gjøre noen endring i den utbredte lærebøkers sterke tro på 'egoistisk' eller 'søppel' DNA. På dette bakteppet oppdager Ambros- og Ruvkun-gruppenes oppdagelse at LIN-4-genet til C. elegans produserer et lite ikke-kodende RNA (NCRNA) som hemmer aktiviteten til LIN-14-genet gjennom RNA-interferens, katalysert en utbredt interesse for NCRNAs at det Hittil hadde holdt seg ganske 'utryddet'. RNA-interferens forklarte også mysteriet med de tidligere kjente fenomenene som post-transkripsjonell gen-lyddemping og ‘kveling’." -lenke.

Bilde 4. 'Junk' DNA viser seg ha mange ulike funksjoner

Science Media Center i Spania melder at en biokjemiker ved det autonome universitetet i Madrid bemerket -lenke:
"Dette funnet er av stor betydning, og transformerer vår forståelse av regulering av genuttrykk og tilskriver kritiske funksjoner til en brøkdel av det menneskelige genomet som tidligere ble betraktet som ‘søppel -DNA’ fordi det ikke koder for proteiner."
Nicholas Robine -lenke, direktør for beregningsbiologi, kreft og funksjonell genomikk ved New York Genome Center, la ut en tweet som erklærte: “Nobel for Not-Junk-DNA! MicroRNA ”. Etter at tidsskriftet Science la ut en post om denne forskningen, kommenterte Robert Sarnovsky, forsker ved National Cancer Institute, "Det er mange viktige ting i det som ble kalt‘ søppel -DNA ’for ikke så lenge siden.” En kort biograf for Victor Ambros, medvinner av denne Nobelprisen, bemerker faktisk eksplisitt at mikroRNAene han hjalp til med å oppdage er produktet av det som en gang ble antatt å være ‘søppel-DNA’ ”:
"I 2024 ble han og Gary Ruvkun tildelt Nobelprisen i fysiologi eller medisin for deres banebrytende oppdagelse av miRNA. MiRNA regulerer proteinproduksjon i celler og ble en gang antatt å være "søppel -DNA." De finnes i planter, dyr og noen virus, og spiller en avgjørende rolle i genregulering."

Og en kommentar om denne Nobelprisen av Subhash Lakhotia -lenke, en fremtredende professor i cytogenetikk og zoologi i India, med tittelen “Feirende små RNA som avdekket kjempestor kompleksitet av biologisk regulering” -lenke, diskuterer omfattende “egoistisk og søppel.” Han spør “Hvorfor 1993-oppdagelsen av ny post-transkripsjonell regulering av LIN-14-gen ved lite ikke-kodende RNA i Cenorhabditis av Ambros og Ruvkun Labs ikke gjorde en umiddelbar global innvirkning?” Han peker på skepsis som følge av troen på utbredt søppel -DNA. Her er de to svarene han gir på sitt eget spørsmål:
"Læreboknivåets sterke tro på at noe som ikke koder for protein er" egoistisk "eller" søppel "DNA"
“Lin-4 og LIN-14-genene ble bare sett i arter relatert til C. elegans, men ikke andre organismer”
Lakhotia fortsetter med å forkalle denne "reduksjonistiske" troen på søppel -DNA og sier at han "aldri noen gang trodde at en del av genomet er ubrukelig eller" egoistisk "eller" søppel "."

Mange andre anerkjenner at mikroRNA en gang ble avskjediget som 'søppel'
Hvis dette ikke var nok, hadde det før tildelingen av denne nobelprisen blitt vidt anerkjent at DNA som koder for mikroRNAs tidligere ble kalt søppel. For å gi noen få eksempler, uttaler en 2015 -artikkel under samtalen - "Forklarer: MicroRNA, Puppet Master of the Genome," -lenke av to molekylære biologer fra Australia -:
"Fram til for omtrent to tiår siden ble en type RNA, kalt MicroRNA, eller bare miRNA-i kraft av at de var veldig korte, bare 18-25 bokstaver lang-antatt å være søppelposten til genomet, uten biologisk funksjon. Men i dag vet vi at disse miRNA -ene faktisk ikke er søppel, men spiller en veldig viktig rolle i å regulere aktiviteten til andre deler av ditt DNA.

En pressemelding fra USC sier: "Tidligere antatt å være‘ søppel -DNA ’, er miRNA nå kjent for å påvirke genuttrykk ved å forhindre at Messenger RNA lager proteiner." En annen artikkel på samtalen som ble offentliggjort i 2020, fikk tittelen “MicroRNAs: 'Søppel' genetisk materiale med et stort potensial for å bekjempe kreft og demens.” Selv en 2013 -artikkel i tidsskriftet Veterinary Pathology gjennomgikk rollene til mikroRNAs i dyreutvikling og sykdom, og bemerket: "Oppdagelsen og valideringen av miRNA -funksjonen tilbakeviser også den defekte 'søppel -DNA -hypotesen,' som uttalte at mer enn 80% av vårt DNA ikke tjener noe biologisk formål og er 'søppel' som har samlet seg over tid som evolusjonære fossiler. "

Bilde 5. MiRNA har viktige oppgaver i kreft-diagnostikk

Evolusjon stopper vitenskap- Igjen?
MikroRNA er en annen sak der formodningen om et genom oppblåst med ubrukelig rusk - noe som evolusjonær tenking, i motsetning til ID, ville forvente - har vist seg å være et hinder for vitenskapen. Som jeg har diskutert tidligere -lenke, har det evolusjonsinspirerte søppel-DNA-paradigmet ikke vært noen venn av vitenskapelig fremgang. Men årets Nobelpris reiser spørsmålet med en spesiell grepethet: Har søppel-DNA tenkning forsinket en Nobelpris-verdig oppdagelse fra å bli anerkjent? Svaret ser ut til å være ja.

Husk først at Nobelpris-pressemeldingen  bemerket den "nesten øredøvende stillheten fra det vitenskapelige samfunnet" til denne oppdagelsesveien tilbake i 1993. Den ble avskjediget som en anomali, særegen for C. elegans. Det vitenskapelige samfunnet var bare ikke klar til å akseptere at ikke-proteinkodende DNA kunne være så viktig-og søppel-DNA-tenkning hadde alt å gjøre med den tankegangen.
Dette punktet er faktisk eksplisitt skrevet ut i artikkelen i Current Science, verdt å sitere. Den sier at innledende oppdagelser av funksjon for ikke-proteinkodende DNA i de tidlige 1990-årene ble antatt å være "unntak uten å gjøre noe med det utbredte læreboknivåets sterke tro på 'egoistisk' eller 'søppel'  DNA"  og det var mot “dette bakteppet” at Ambros og Ruvkin gjorde oppdagelsen. Dermed bemerker artikkelen, som vi så, at DNA som produserer disse små ikke-kodende RNA-ene tidligere hadde blitt 'bannlyst'!

Og til slutt, bør du vurdere Subhash Lakhotias spørsmål: "Hvorfor gjorde ikke oppdagelsen av ny etter-transkripsjonell regulering av LIN-14-genet ved amå ikke-kodende RNA i Cenorhabditis av Ambros og Ruvkun Labs en umiddelbar global innvirkning?" Han sier at svaret delvis er på grunn av "læreboknivåets sterk tro på at noe som ikke koder for protein er 'egoistisk' eller 'søppel' DNA.”
Så der har du det. Ikke bare ble denne 2024 Nobelprisen tildelt for oppdagelsen at en type søppel -DNA faktisk er ekstremt viktig (den produserer mikroRNAs som regulerer genuttrykk), men vi ser at det evolusjonære 'søppel -DNA' -paradigmet sannsynligvis hindret aksept av denne banebrytende oppdagelsen.

Bilde 6. Flere typer av RNA kan påvirke gen-regulering

Som vi lenge har diskutert -lenke, forutså intelligent design allerede funksjon for søppel -DNA omtrent samtidig som denne oppdagelsen ble gjort helt tilbake på midten av 1990 -tallet. Hvis ID hadde vært en viktig teori innen biologi den gang, ville kanskje det vitenskapelige samfunnet ha akseptert denne viktige mekanismen langt tidligere, og fremmet biomedisinsk kunnskap mye raskere. La oss håpe at neste gang vil det ikke ta 30+ år for en så velfortjent nobelpris å bli tildelt.

Bilde 7. Casey Luskin
Casey Luskin er geolog og advokat med høyere grad i vitenskap og jus, som gir ham ekspertise i både de vitenskapelige og juridiske dimensjonene av debatten om evolusjon. Han fikk sin doktorgrad i geologi fra University of Johannesburg, og BS- og MS-grader i geovitenskap fra University of California, San Diego, hvor han utstrakt studerte evolusjon, både på hoved- og lavere nivå. Hans jusgrad er fra University of San Diego, hvor han fokuserte studiene på første Amendment, utdanningslov og miljørett.

Oversettelse, via google oversetter, og bilder ved Asbjørn E. Lund