Нобелевская премия по медицине в 2024 году была присуждена в понедельник, 7 октября, двум американским ученым за открытие микроРНК – ранее неизвестного типа генетического переключения, которое может привести к значительным прорывам в медицине. Несмотря на разработку нескольких методов лечения и тестов с применением микроРНК против рака, болезней сердца, вирусов и других заболеваний, ни один из них еще не достиг пациентов.
Кроме того, когда лауреаты Нобелевской премии Виктор Амброс и Гэри Рувкун обнародовали свое открытие десятилетие назад, оно не привлекло внимания, поскольку многие считали, что это просто «нечто странное в червях», как выразился генетик Кембриджского университета Эрик Миска.
Матричная РНК и регуляция генов
Каждая клетка человеческого тела содержит одинаковый набор инструкций, называемых ДНК. Некоторые клетки становятся клетками мозга, а другие развиваются в мышцах. Итак, как клетки определяют свои конкретные роли? Подходящие части инструкций ДНК выделяются посредством процесса, известного как регуляция генов.
Рибонуклеиновая кислота (РНК) обычно служит мессенджером, передавая инструкции от ДНК к белкам – строительным блокам жизни, которые превращают клетки в мозг или мышцы. Город привел пример вакцин РНК-мессенджеров, примененных против COVID-19 во время пандемии, представляющих сообщения с новыми инструкциями для создания белков, блокирующих вирусы.
Открытие микроРНК
Однако два новых лауреата Нобелевской премии, Амброс и Рувкун, открыли совершенно новый тип генного регулятора, который ранее оставался без внимания науки. Вместо того чтобы действовать как мессенджеры, передающие информацию, микроРНК функционируют как переключатели, включающие или выключающие другие гены.
"Это был совершенно новый уровень контроля, который мы полностью упустили", - сказал Миска, работавший над микроРНК в течение двух десятилетий, в том числе с новыми нобелевскими лауреатами. «Открытие микроРНК принесло дополнительный уровень сложности, обнаружив, что считавшиеся некодирующими участки играют роль в регуляции генов», — добавил французский исследователь Бенуа Баллестер.
Критическая роль микроРНК
В 1980-х годах Амброс и Рувкун отдельно работали над тем, как взаимодействуют гены круглых червей длиной в один миллиметр под названием C. elegans . Когда они сравнили свои исследования, они привели к открытию микроРНК. Амброс опубликовал открытие в статье 1993 года.
«Никто не обращал особого внимания», — сказала Миска, объясняя, что большинство ученых того времени считали, что это касается только червей.
Затем, в 2000 году, Рувкун опубликовал исследование, показавшее, что микроРНК присутствует во всем животном мире, включая людей и даже в некоторых вирусах.
"Это не просто что-то странное, что делают черви, но на самом деле развитие и нормальное функционирование всех животных и растений полностью зависят от них", - сказала Миска.
МикроРНК регулирует сотни генов
Сейчас считается, что в организме человека существует более тысячи генов, реагирующих на микроРНК. Многие новые методы лечения и тесты с использованием микроРНК проходят испытания, но ни один из них еще не стал широко доступным.
"Хотя для микроРНК еще нет четких применений, первым шагом всегда является их понимание, знание об их существовании, понимание их контррегуляторных сетей", - сказала Гунилла Карлссон Хедестам, ученый Каролинского института.
Надежда в борьбе с раком
МикроРНК особенно перспективны для борьбы с раком, поскольку некоторые из этих переключателей «действуют как супрессор опухоли, поэтому они тормозят ненадлежащее деление клеток», — пояснила Миска. Другие тем временем побуждают «клетки делиться, что может привести к раку», добавил он.
Поскольку многие вирусы используют микроРНК, несколько противовирусных препаратов находятся на разных стадиях разработки, в том числе один для гепатита С. Однако одним из усложняющих факторов является то, что микроРНК могут быть нестабильными. Ученые также надеются, что их можно будет использовать в качестве теста под названием «биомаркер», который может обнаружить, например, какой тип рака может быть у пациента.
По словам Миски, микроРНК также могут участвовать в эволюции нашего вида. "Очень вероятно, что микроРНК играют важную роль в том, почему мозг человека отличается от мозга других приматов", - сказал он. Хотя изучение человеческого мозга является сложной задачей, Миска надеется, что будущие исследования дадут большее понимание того, как микроРНК способствуют сложной структуре и функциям человеческого тела и мозга.
