2024 Nobelprisen i fysiologi eller medisin har blitt tildelt i fellesskap til Victor Ambros og Gary Ruvkun "for oppdagelsen av mikroRNA og dets rolle i post-transkripsjonell genregulering".
MikroRNA (miRNA) tilhører en familie av små, ikke-kodende, enkelttrådede RNA-molekyler som er ansvarlige for å regulere genuttrykk i planter, dyr og noen virus. miRNA-er har blitt grundig studert de siste to tiårene for deres rolle i forskjellige cellulære prosesser som differensiering, metabolsk homeostase, spredning og apoptose.
miRNA fungerer ved å binde seg til enten 3'-enden av messenger-RNA (mRNA), og fungerer derved som translasjonsrepressorer eller ved å interagere med 5'-enden der de spiller en rolle i transkripsjonsregulering. Alt dette skjer i cellens cytoplasma og har direkte implikasjoner på typene og mengden av proteiner cellene lager.
Det første miRNA, Lin-4, ble oppdaget i 1993 i nematoden Caenorhabditis elegans.
miRNA-er er vanligvis 18–25 nukleotider lange. De er avledet fra lengre forløpere, som er dobbelttrådet RNA kalt pri-miRNA. Prosessen med biogenese skjer i kjernen og cytoplasma der pri-miRNA-er danner distinkte hårnålslignende strukturer som gjenkjennes og spaltes av mikroprosessoren, et heterodimerkompleks dannet av DROSHA og DGCR8 som spalter pri-miRNA-er til pre-miRNA-er. Pre-miRNA-ene eksporteres deretter til cytoplasmaet hvor de til slutt behandles for å danne miRNA-er.
miRNA spiller en viktig rolle i organismens utvikling ved å regulere genene og proteinene helt fra embryogenesen til utviklingen av organ- og organsystemer, og spiller dermed en uunnværlig rolle i å opprettholde cellulær homeostase. Mens intracellulære miRNA-er spiller en rolle i transkripsjons-/translasjonsregulering, fungerer ekstracellulære miRNA-er som kjemiske budbringere for å formidle celle-cellekommunikasjon. Dysregulering av miRNA-er har vært implisert i ulike sykdommer som kreft (miRNA-er som fungerer som både aktivatorer og undertrykker av gener), nevrodegenerative lidelser og kardiovaskulære sykdommer. Å forstå og belyse endringer i miRNA-ekspresjonsprofilering kan føre til ny biomarkørfunn med samtidig nye terapeutiske tilnærminger for sykdomsforebygging. miRNA spiller også en kritisk rolle i utviklingen og patogenesen av infeksjoner forårsaket av mikroorganismer som bakterier og virus ved å regulere genene til immunsystemet for å gi en effektiv respons på sykdommen.
Betydningen og rollen som spilles av miRNA garanterer ytterligere undersøkelser og forskning som kombinert med integrering av genomiske, transkriptomiske og/eller proteomiske data, vil forbedre vår mekanistiske forståelse av cellulære interaksjoner og sykdom. Dette kan føre til utvikling av nye miRNA-baserte terapier ved å utnytte miRNA som aktimirer (ved å bruke miRNA som aktivatorer for erstatning av miRNA som har blitt mutert eller slettet) og antagomirer (bruke miRNA som antagonister der det er unormal oppregulering av nevnte mRNA) for utbredte og nye sykdommer hos mennesker og dyr.
***
Referanser
- NobelPrize.org. Pressemelding – Nobelprisen i fysiologi eller medisin 2024. Lagt ut 7. oktober 2024. Tilgjengelig på https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2024/press-release/
- Clairea T, Lamarthée B, Anglicheau D. MicroRNAs: small molecules, big effects, Current Opinion in Organ Transplantation: Februar 2021 – Volume 26 – Issue 1 – s 10-16. GJØR JEG: https://doi.org/10.1097/MOT.0000000000000835
- Ambros V. Funksjonene til mikroRNA fra dyr. Natur. 2004, 431 (7006): 350–5. GJØR JEG: https://doi.org/10.1038/nature02871
- Bartel DP. MikroRNA: genomikk, biogenese, mekanisme og funksjon. Celle. 2004, 116 (2): 281–97. GJØR JEG: https://doi.org/10.1016/S0092-8674(04)00045-5
- Jansson MD og Lund AH MikroRNA og kreft. Molekylær onkologi. 2012, 6 (6): 590-610. GJØR JEG: https://doi.org/10.1016/j.molonc.2012.09.006
- Bhaskaran M, Mohan M. MicroRNAs: historie, biogenese, og deres utviklende rolle i dyreutvikling og sykdom. Veterinær Pathol. 2014;51(4):759-774. DOI: https://doi.org/10.1177/0300985813502820
- Bernstein E, Kim SY, Carmell MA, et al. Dicer er avgjørende for museutvikling. Nat Genet. 2003; 35:215–217. DOI: https://doi.org/10.1038/ng.125
- Kloosterman WP, Plasterk RH. De forskjellige funksjonene til mikro-RNA i dyreutvikling og sykdom. 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. Det mikroRNA-produserende enzymet Dicer1 er avgjørende for utvikling av sebrafisk. Nat Genet. 2003; 35:217–218. DOI: https://doi.org/10.1038/ng125
- O'Brien J, Hayder H, Zayed Y, Peng C. Oversikt over mikroRNA-biogenese, virkningsmekanismer og sirkulasjon. Endokrinol foran (Lausanne). 2018. august 3; 9:402. DOI: https://doi.org/10.3389/fendo.2018.00402
***
Relatert artikkel
microRNAs: Ny forståelse av virkningsmekanismen i virale infeksjoner og dens betydning (15 februar 2021)
***
