Nagroda Gruber Genetics 2023 jest przyznawana biologom molekularnym dr Allanowi Jacobsonowi z UMass Chan Medical School i dr Lynne Maquat z University of Rochester School of Medicine and Dentistry za ich wkład w identyfikację i opisanie mechanizmu nonsensu pośredniczony rozpad mRNA (NMD). Ten złożony szlak komórkowy celuje w transkrypty mRNA zawierające przedwczesne kodony stop do degradacji, zapobiegając w ten sposób tworzeniu się skróconych, prawdopodobnie toksycznych fragmentów białek.

Jak wykazali również, NMD działa jako mechanizm, dzięki któremu komórka może reagować na zmiany środowiskowe. Pracując niezależnie, ci dwaj badacze zmienili rozumienie roli, jaką odgrywa regulacja mRNA w zapewnieniu prawidłowego funkcjonowania komórki.

„Naukowcy, którym przyznano Nagrodę Grubera, reprezentują jednych z najbardziej wybitnych i wpływowych myślicieli na świecie i nie moglibyśmy być bardziej dumni, mogąc zaliczyć do nich dr Jacobsona” — powiedział dr Terence R. Flotte, lekarz medycyny, Celia i Izaak Haidak prof, zastępca rektora wykonawczego, rektor i dziekan TH Chan School of Medicine. „Dr. Jacobson i jego współodbiorca, dr Maquat, należą się gratulacje. Prawdziwymi beneficjentami ich pracy – która pogłębiła nasze zrozumienie mRNA za pośrednictwem nonsensów – jest światowa społeczność naukowa i ci, którzy pewnego dnia mogą żyć dłużej i zdrowiej dzięki ich wkładowi”.

„Jestem niezwykle wdzięczny Fundacji Grubera za tę nagrodę, zaszczycony, że mogę przebywać w towarzystwie tak wielu wybitnych genetyków, którzy byli wcześniej laureatami, i wdzięczny za kreatywność i zaangażowanie wspaniałych studentów, doktorów habilitowanych i techników, którzy pracowali w moim laboratorium przez ponad cztery dekady” — powiedział dr Jacobson Gerald L. Haidak, MD, i Zelda S. Haidak profesor biologii komórki oraz przewodniczący i profesor mikrobiologii i systemów fizjologicznych.

Nagroda Gruber Genetics, która obejmuje nagrodę w wysokości 500 000 USD, zostanie wręczona 19 lipca na Międzynarodowym Kongresie Genetyki w Melbourne w Australii.

„Ich odkrycia składników molekularnych i mechanizmu rozpadu mRNA za pośrednictwem nonsensów zmieniły paradygmat w naszym zrozumieniu, w jaki sposób komórki unikają ekspresji potencjalnie szkodliwych transkryptów mRNA, a także w genetyce chorób człowieka” – powiedział Philip Hieter, profesor w Michael Smith Laboratories na University of British Columbia i członkiem komisji doradczej ds. nagrody.

Dzięki swoim badaniom genetycznym drożdży Jacobson zidentyfikował podstawowe składniki szlaku rozpadu mRNA za pośrednictwem nonsensów, demonstrując rolę, jaką odgrywają białka UPF w kierowaniu mRNA z przedwczesnym kodonem stop do degradacji. Był również w stanie zademonstrować rolę, jaką ten szlak odgrywa jako punkt kontrolny kontroli jakości dla mRNA z przedwczesnym kodonem stop, czy to z powodu mutacji, czy błędów ekspresji genów.

Poprzez swoje badania nad pacjentami z chorobami hemolitycznymi, dr Maquat wykazała znaczenie rozpadu mRNA za pośrednictwem nonsensów u ludzi, wykazując, że mRNA z przedwczesnym kodonem stop są bardziej niestabilne. Następnie wyjaśniła mechanizmy NMD w komórkach ssaków, a także wykazała, że ​​NMD działa w celu wyeliminowania wadliwych transkryptów, które są produktem ubocznym rutynowych błędów w ekspresji ludzkich genów, oraz że komórki wykorzystują NMD do przystosowania się do zmian w środowisku poprzez precyzyjne dostrojenie około 5 do 10 procent mRNA.

Już dzięki pracom Jacobsona i Maquata odkrycia te miały wpływ na leczenie chorób człowieka, takich jak dystrofia mięśniowa Duchenne’a i zespół łamliwego chromosomu X.

„Jako najlepiej scharakteryzowany i najbardziej konserwatywny mechanizm kontroli jakości RNA, zrozumienie NMD otworzyło naukowcom oczy na nowy poziom regulacji genetycznej, który przegląda normalne, jak również zmutowane mRNA i zapewnia komórkom wcześniej niedocenianą odporność i zdolności adaptacyjne”, powiedział Allan Spradling, Doktorat, profesor w Carnegie Institution/HHMI i przewodnicząca rady doradczej ds. selekcji.

„Już teraz te spostrzeżenia mają głębokie implikacje w leczeniu chorób ludzi, a znaczenie tego tematu będzie nadal szybko rosło w nadchodzących latach”.

W UMass Chan Jacobson dołącza do dr Victora Ambrosa Silverman Katedra Nauk Przyrodniczych i profesor medycyny molekularnej, który był współlaureatem Gruber Genetics Prize w 2014 roku.