Нобелівська премія з медицини 2024 року була присуджена в понеділок, 7 жовтня, двом американським вченим за відкриття мікроРНК – раніше невідомого типу генетичного перемикання, який може призвести до значних проривів у медицині. Незважаючи на розробку кількох методів лікування та тестів із застосуванням мікроРНК проти раку, хвороб серця, вірусів та інших захворювань, жоден із них ще не досяг пацієнтів.
Крім того, коли лауреати Нобелівської премії Віктор Амброс і Гері Рувкун оприлюднили своє відкриття десятиліття тому, воно не привернуло уваги, оскільки багато хто вважав, що це просто «щось дивне в черв’яках», як висловився генетик Кембриджського університету Ерік Міска.
Матрична РНК і регуляція генів
Кожна клітина людського тіла містить однаковий набір інструкцій, який називається ДНК. Деякі клітини стають клітинами мозку, а інші розвиваються в м’язи. Отже, як клітини визначають свої конкретні ролі? Відповідні частини інструкцій ДНК виділяються за допомогою процесу, відомого як регуляція генів.
Рибонуклеїнова кислота (РНК) зазвичай служить месенджером, передаючи інструкції від ДНК до білків – будівельних блоків життя, які перетворюють клітини на мозок або м’язи. Міска навів приклад вакцин РНК-месенджерів, застосованих проти COVID-19 під час пандемії, які представляють повідомлення з новими інструкціями для створення білків, які блокують віруси.
Відкриття мікроРНК
Однак двоє нових лауреатів Нобелівської премії, Амброс і Рувкун, відкрили абсолютно новий тип генного регулятора, який раніше залишався поза увагою науки. Замість того, щоб діяти як месенджери, які передають інформацію, мікроРНК функціонують як перемикачі, які вмикають або вимикають інші гени.
«Це був абсолютно новий рівень контролю, який ми повністю упустили», — сказав Міска, який працював над мікроРНК протягом двох десятиліть, у тому числі з новими нобелівськими лауреатами. «Відкриття мікроРНК принесло додатковий рівень складності, виявивши, що ділянки, які вважалися некодуючими, відіграють роль у регуляції генів», — додав французький дослідник Бенуа Баллестер.
Критична роль мікроРНК
У 1980-х роках Амброс і Рувкун окремо працювали над тим, як взаємодіють гени круглих черв’яків довжиною один міліметр під назвою C. elegans. Коли вони порівняли свої дослідження, вони привели до відкриття мікроРНК. Амброс опублікував відкриття в статті 1993 року.
«Ніхто не звертав особливої уваги», — сказала Міска, пояснюючи, що більшість вчених того часу вважали, що це стосується лише черв’яків.
Потім, у 2000 році, Рувкун опублікував дослідження, яке показало, що мікроРНК присутня в усьому тваринному світі, включно з людьми і навіть у деяких вірусах.
«Це не просто щось дивне, що роблять хробаки, але насправді розвиток і нормальне функціонування всіх тварин і рослин повністю залежать від них», — сказала Міска.
МікроРНК регулює сотні генів
Зараз вважається, що в організмі людини існує більше тисячі генів, які реагують на мікроРНК. Багато нових методів лікування та тестів із використанням мікроРНК проходять випробування, але жоден із них ще не став широко доступним.
«Хоча для мікроРНК ще немає чітких застосувань, першим кроком завжди є їх розуміння, знання про їх існування, розуміння їхніх контррегуляторних мереж», — сказала Гунілла Карлссон Хедестам, науковець Каролінського інституту.
Надія в боротьбі з раком
МікроРНК є особливо перспективними для боротьби з раком, оскільки деякі з цих перемикачів «діють як супресор пухлини, тому вони гальмують неналежний поділ клітин», — пояснила Міска. Інші, тим часом, спонукають «клітини ділитися, що може призвести до раку», додав він.
Оскільки багато вірусів використовують мікроРНК, кілька противірусних препаратів знаходяться на різних стадіях розробки, у тому числі один для гепатиту С. Однак одним з ускладнюючих факторів є те, що мікроРНК можуть бути нестабільними. Вчені також сподіваються, що їх можна буде використовувати як тест під назвою «біомаркер», який може виявити, наприклад, який тип раку може бути у пацієнта.
За словами Міски, мікроРНК також можуть брати участь в еволюції нашого виду. «Дуже ймовірно, що мікроРНК відіграють важливу роль у тому, чому мозок людини відрізняється від мозку інших приматів», — сказав він. Хоча вивчення людського мозку є складним завданням, Міска сподівається, що майбутні дослідження дадуть більше розуміння того, як мікроРНК сприяють складній структурі та функціям людського тіла та мозку.
