Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu za 2024. zajedno je dodijeljena Victoru Ambrosu i Garyju Ruvkunu "za otkriće mikroRNA i njezine uloge u posttranskripcijskoj regulaciji gena".
MikroRNA (miRNA) pripadaju obitelji malih, nekodirajućih, jednolančanih molekula RNA koje su odgovorne za regulaciju ekspresije gena u biljkama, životinjama i nekim virusima. miRNA su opsežno proučavane tijekom posljednja dva desetljeća zbog njihove uloge u različitim staničnim procesima kao što su diferencijacija, metabolička homeostaza, proliferacija i apoptoza.
miRNA funkcioniraju tako što se vežu na 3' kraj glasničke RNA (mRNA), djelujući tako kao translacijski represori ili u interakciji s 5' krajem gdje igraju ulogu u regulaciji transkripcije. Sve se to događa u citoplazmi stanice i ima izravne implikacije na vrste i količine proteina koje stanice proizvode.
Prva miRNA, Lin-4, otkrivena je 1993. u nematodi Caenorhabditis elegans.
miRNA su tipično duge 18-25 nukleotida. Izvedeni su iz duljih prekursora, koji su dvolančane RNA koje se nazivaju pri-miRNA. Proces biogeneze događa se u jezgri i citoplazmi gdje pri-miRNA tvore različite strukture nalik ukosnicama koje prepoznaje i cijepa mikroprocesor, heterodimerni kompleks koji čine DROSHA i DGCR8 koji cijepaju pri-miRNA u pre-miRNA. Pre-miRNA se zatim izvoze u citoplazmu gdje se konačno obrađuju u obliku miRNA.
miRNA igraju važnu ulogu u razvoju organizma regulirajući gene i proteine od embriogeneze do razvoja organa i organskih sustava, čime igraju nezamjenjivu ulogu u održavanju stanične homeostaze. Dok unutarstanične miRNA igraju ulogu u regulaciji transkripcije/translacije, izvanstanične miRNA funkcioniraju kao kemijski glasnici koji posreduju međustaničnom komunikacijom. Disregulacija miRNA povezana je s raznim bolestima poput raka (miRNA djeluju i kao aktivatori i kao represori gena), neurodegenerativnih poremećaja i kardiovaskularnih bolesti. Razumijevanje i razjašnjavanje promjena u profiliranju ekspresije miRNA može dovesti do novih otkrića biomarkera s popratnim novim terapijskim pristupima za prevenciju bolesti. miRNA također igraju ključnu ulogu u razvoju i patogenezi infekcija uzrokovanih mikroorganizmima kao što su bakterije i virusi reguliranjem gena imunološkog sustava za učinkovit odgovor na bolest.
Važnost i uloga koju igraju miRNA zahtijevaju daljnje istraživanje i istraživanje koje će zajedno s integracijom genomskih, transkriptomskih i/ili proteomskih podataka poboljšati naše mehaničko razumijevanje staničnih interakcija i bolesti. To može dovesti do razvoja novih terapija temeljenih na miRNA iskorištavanjem miRNA kao aktivatora (koristeći miRNA kao aktivatore za zamjenu miRNA koje su mutirane ili izbrisane) i antagomira (koristeći miRNA kao antagoniste gdje postoji abnormalna regulacija spomenute mRNA) za prevalentne i nove bolesti ljudi i životinja.
***
Reference
- NobelPrize.org. Priopćenje za javnost – Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu 2024. Objavljeno 7. listopada 2024. Dostupno na https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2024/press-release/
- Clairea T, Lamarthée B, Anglicheau D. MikroRNA: male molekule, veliki učinci, Trenutno mišljenje o transplantaciji organa: veljača 2021. – Svezak 26 – Izdanje 1 – str. 10-16. DOI: https://doi.org/10.1097/MOT.0000000000000835
- Ambros V. Funkcije životinjskih mikroRNA. Priroda. 2004, 431 (7006): 350–5. DOI: https://doi.org/10.1038/nature02871
- Bartel DP. MikroRNA: genomika, biogeneza, mehanizam i funkcija. stanica. 2004, 116 (2): 281–97. DOI: https://doi.org/10.1016/S0092-8674(04)00045-5
- Jansson MD i Lund AH MikroRNA i rak. Molekularna onkologija. 2012, 6 (6): 590-610. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molonc.2012.09.006
- Bhaskaran M, Mohan M. MikroRNA: povijest, biogeneza i njihova evoluirajuća uloga u razvoju i bolesti životinja. Veterinar Pathol. 2014;51(4):759-774. DOI: https://doi.org/10.1177/0300985813502820
- Bernstein E, Kim SY, Carmell MA, et al. Dicer je bitan za razvoj miša. Nat Genet. 2003; 35: 215-217. DOI: https://doi.org/10.1038/ng.125
- Kloosterman WP, Plasterk RH. Različite funkcije mikro-RNA u razvoju i bolesti životinja. Dev Cell. 2006.; 11:441-450. DOI: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2006.09.009
- Wienholds E, Koudijs MJ, van Eeden FJM, et al. Enzim Dicer1 koji proizvodi mikroRNA neophodan je za razvoj zebrice. Nat Genet. 2003; 35: 217-218. DOI: https://doi.org/10.1038/ng125
- O'Brien J, Hayder H, Zayed Y, Peng C. Pregled mikroRNA biogeneze, mehanizama djelovanja i cirkulacije. Front Endocrinol (Lausanne). 2018. kolovoza 3.; 9:402. DOI: https://doi.org/10.3389/fendo.2018.00402
***
Povezani članak
mikroRNA: Novo razumijevanje mehanizma djelovanja kod virusnih infekcija i njegov značaj (15 veljača 2021)
***
