Что такое микроРНК? Объяснение нобелевского открытия
Нобелевская премия по медицине была присуждена двум американским учёным за открытие микроРНК — ранее неизвестного типа генетического переключателя, который может проложить путь к новым медицинским прорывам.
Хотя с использованием микроРНК против рака, болезней сердца, вирусов и других заболеваний разрабатывается несколько методов лечения и тестов, ни один из них ещё не дошёл до пациентов.
Когда новые нобелевские лауреаты Виктор Амброс и Гэри Рувкун представили своё открытие десятилетия назад, мир почти не обратил на это внимания, посчитав, что это просто «что-то странное о червях», — рассказал генетик из Кембриджского университета Эрик Миска.
Что такое микроРНК?
Каждая клетка человеческого тела имеет один и тот же набор инструкций — ДНК. Одни становятся клетками мозга, другие — мышечными клетками.
Как клетки понимают, чем им стать? Соответствующая часть инструкций ДНК активируется в процессе регуляции генов.
Рибонуклеиновая кислота (РНК) обычно служит мессенджером. Она доставляет инструкции от ДНК к белкам — строительным блокам жизни, которые превращают клетки в мозг или мышцы.
Миска привёл пример вакцин на основе матричной РНК (mRNA) против COVID-19, которые вставляют сообщение с новыми инструкциями для создания белков, блокирующих вирусы.
Но два новых нобелевских лауреата Амброс и Рувкун обнаружили совершенно новый тип регулятора генов, ранее упускавшийся наукой.
Вместо того чтобы быть мессенджером, передающим информацию, микроРНК действует как переключатель, чтобы выключать и включать другие гены.
«Это был совершенно новый уровень контроля, который мы полностью упустили», — сказал Миска, который два десятилетия работал с микроРНК, в том числе с новыми нобелевскими лауреатами.
«Открытие микроРНК привнесло дополнительный уровень сложности, показав, что области, считавшиеся некодирующими, играют роль в регуляции генов», — заявил французский исследователь Бенуа Баллестер.
Что сделали нобелевские лауреаты?
Ещё в 1980-х годах Амброс и Рувкун работали отдельно над тем, как гены взаимодействуют у круглых червей C.elegans длиной в один миллиметр.
Сравнение их работ привело к открытию микроРНК. Амброс представил это открытие в статье 1993 года.
«Никто по-настоящему не обратил на это внимания», — сказал Миска, объяснив, что большинство учёных в то время считали, что это относится только к червям.
Затем в 2000 году Рувкун опубликовал исследование, показавшее, что микроРНК присутствует во всём животном царстве, включая людей и даже некоторые вирусы.
«Это было не просто чем-то странным, что делают черви, но, по сути, все животные и растения полностью зависят от них для развития и нормального функционирования», — сказал Миска.
Сейчас считается, что в организме человека существует более тысячи генов, реагирующих на микроРНК.
Как это может нам помочь?
Многочисленные новые методы лечения и тесты с использованием микроРНК проходят испытания, но ни один из них ещё не стал широко доступным.
«Хотя пока нет очень чётких приложений, доступных для микроРНК, понимание их, знание того, что они существуют, понимание их контррегуляторных сетей — это всегда первый шаг», — заявила Гунилла Карлссон Хедестам из Каролинского института.
МикроРНК особенно перспективны для борьбы с раком, потому что некоторые из этих переключателей «действуют как супрессоры опухолей, то есть они накладывают тормоз на неадекватное деление клеток», — сказал Миска.
Другие, напротив, заставляют «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 для гепатита С.
Одним из осложняющих факторов является то, что микроРНК могут быть нестабильными.
Но учёные также надеются, что их можно использовать в качестве теста, называемого «биомаркером», который, например, может показать, каким типом рака может страдать пациент.
Что дальше?
Также представляется вероятным, что микроРНК могут быть вовлечены в эволюцию нашего вида, сказал Миска.
«Очень вероятно, что микроРНК играют важную роль в том, почему человеческий мозг отличается от мозга других приматов», — сказал Миска.
Хотя человеческий мозг трудно изучать, Миска надеется, что будущие исследования откроют больше.