Laureatami tegorocznej Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny zostali Victor Ambros i Gary Ruvkun. Zostali oni nagrodzeni za odkrycie cząsteczek mikroRNA (miRNA), które regulują ekspresję genów głównie na poziomie potranskrypcyjnym, wpływając na translację lub stabilność mRNA, przez co odgrywają kluczową rolę w wielu procesach fizjologicznych i patologicznych.

W ICHB PAN wielu naukowców włącza się w badanie miRNA. W naszym instytucie prowadzone są m.in. badania procesu biogenezy miRNA, roli miRNA w nowotworach i chorobach neurologicznych, badania struktury miRNA i ich prekursorów, badania dotyczące mutacji w genach kodujących miRNA oraz ich wpływu na funkcjonowanie tych cząsteczek, badania mające na celu wykorzystanie sztucznych miRNA w terapii wybranych chorób, a także badania roli miRNA u roślin.

Prof. dr hab. Piotr Kozłowski: „Na początku lat 90-tych, Victor Ambros i Gary Ruvkun, pracujący w Bostonie amerykańscy naukowcy, badając rozwój robaka Caenorhabditis elegans, odkryli zupełnie nową zasadę regulacji ekspresji genów. Zauważyli oni, że geny mogą być regulowane poprzez krótkie, około 20-nukleotydowe niekodujące cząsteczki RNA, nazwane później mikroRNA (miRNA). Ich przełomowe odkrycia zostały opisane w dwóch artykułach opublikowanych w 1993 r. w czasopiśmie Cell ^1,2.

Według kanonicznego mechanizmu miRNA, poprzez komplementarne oddziaływanie ze specyficznymi cząsteczkami mRNA (ich celami), mogą blokować ich translację, a tym samym negatywnie regulować ekspresję genów. W późniejszych latach miRNA zostały zidentyfikowane w wielu innych organizmach, w tym w roślinach, owadach czy kręgowcach włączając człowieka. Wykazano również, że biorą one udział w regulacji wielu procesów komórkowych. W genomie człowieka kodowanych jest ponad 1000 różnych miRNA, które szacuje się, że regulują ekspresję większości ludzkich genów. Wykazano, że zaburzenie regulacji miRNA ma związek z licznymi chorobami, m.in. chorobami neurologicznymi i nowotworami. Obecnie wiele miRNA testowanych jest jako potencjalne terapeutyki lub cele terapii molekularnych.”

Dr hab. Anna Kurzyńska-Kokorniak, prof. ICHB PAN: „Cząsteczki miRNA mają fundamentalne znaczenie dla rozwoju i funkcjonowania organizmów. Od chwili ich odkrycia, na całym świecie trwają badania, które mają na celu ustalenie, jaką rolę w organizmie  pełni dany miRNA (w odniesieniu do typu komórek, tkanki czy organu), a także jakie jednostki chorobowe mogą być powiązane z nieprawidłowym działaniem określonego miRNA. Szczególnie ciekawym przypadkiem są identyczne miRNA powstające z różnych cząsteczek prekursorowych, które w świetle najnowszych badań mogą pełnić odmienne funkcje w komórce.

Cząsteczki miRNA mogą występować także w płynach ustrojowych: krwi, moczu czy mleku matki. Uwalniane do krwiobiegu miRNA, tzw. krążące miRNA, mogą stanowić biomarkery diagnostyczne. Przykładowo, profilowanie ekspresji miRNA jest pomocne w diagnostyce zaburzeń sercowo-naczyniowych, określaniu typów nowotworów, monitorowaniu stadium zaawansowania chorób nowotworowych czy ocenie radykalności zabiegów chirurgicznych.

W terapiach opartych na regulacji miRNA szczególnym wyzwaniem jest sposób oraz skuteczność dostarczania cząsteczek terapeutycznych do określonych komórek, w których są one potrzebne, a także zapewnienie specyficzności i trwałości efektu terapeutycznego.”

Świadomi znaczenia dzisiejszej nagrody Nobla dla rozwoju nauki zachęcamy również do przeczytania artykułu Victora Ambrosa na temat regulacji genów za pośrednictwem miRNA, opublikowanego na początku tego roku w czasopiśmie Postępy Biochemii, którego redaktor naczelną jest dr hab. Kamilla Grzywacz, prof. ICHB PAN z Pracowni Modelowych Organizmów Bezkręgowych.

Link do artykułu: https://postepybiochemii.ptbioch.edu.pl/…/article/view/515

¹ Lee RC, Feinbaum RL, Ambros V. The C. elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14. Cell. 1993;75(5):843-854. doi:10.1016/0092-8674(93)90529-y
² Wightman B, Ha I, Ruvkun G. Posttranscriptional regulation of the heterochronic gene lin-14 by lin-4 mediates temporal pattern formation in C. elegans. Cell. 1993;75(5):855-862. doi:10.1016/0092-8674(93)90530-4