Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan 2024 telah dianugerahkan bersama kepada Victor Ambros dan Gary Ruvkun "untuk penemuan mikroRNA dan peranannya dalam peraturan gen pasca-transkripsi".
MicroRNAs (miRNAs) tergolong dalam keluarga molekul RNA beruntai tunggal yang kecil, bukan pengekodan yang bertanggungjawab untuk mengawal selia ekspresi gen dalam tumbuhan, haiwan dan beberapa virus. miRNA telah dikaji secara meluas sejak dua dekad yang lalu untuk peranannya dalam pelbagai proses selular seperti pembezaan, homeostasis metabolik, percambahan dan apoptosis.
miRNA berfungsi dengan mengikat sama ada pada hujung 3' RNA messenger (mRNA), dengan itu bertindak sebagai penindas translasi atau dengan berinteraksi dengan hujung 5' di mana mereka memainkan peranan dalam peraturan transkrip. Semua ini berlaku dalam sitoplasma sel dan mempunyai implikasi langsung pada jenis dan jumlah protein yang dihasilkan oleh sel.
MiRNA pertama, Lin-4, ditemui pada tahun 1993 dalam nematod Caenorhabditis elegans.
miRNA biasanya mempunyai panjang 18-25 nukleotida. Mereka berasal daripada prekursor yang lebih panjang, iaitu RNA berstrand dua yang dipanggil pri-miRNA. Proses biogenesis berlaku dalam nukleus dan sitoplasma di mana pri-miRNA membentuk struktur seperti jepit rambut yang berbeza yang diiktiraf dan dibelah oleh Mikropemproses, kompleks heterodimer yang dibentuk oleh DROSHA dan DGCR8 yang membelah pri-miRNA kepada pra-miRNA. Pra-miRNA kemudiannya dieksport ke sitoplasma di mana ia akhirnya diproses untuk membentuk miRNA.
miRNA memainkan peranan penting dalam pembangunan organisma dengan mengawal selia gen dan protein terus dari embriogenesis kepada perkembangan sistem organ dan organ, sekali gus memainkan peranan yang amat diperlukan dalam mengekalkan homeostasis selular. Walaupun miRNA intraselular memainkan peranan dalam peraturan transkrip/terjemahan, miRNA ekstraselular berfungsi sebagai utusan kimia untuk mengantara komunikasi sel-sel. Disregulasi miRNA telah terlibat dalam pelbagai penyakit seperti kanser (miRNA bertindak sebagai pengaktif dan penindas gen), gangguan neurodegeneratif dan penyakit kardiovaskular. Memahami dan menjelaskan perubahan dalam profil ekspresi miRNA boleh membawa kepada penemuan biomarker baharu dengan pendekatan terapeutik baharu yang serentak untuk pencegahan penyakit. miRNA juga memainkan peranan penting dalam pembangunan dan patogenesis jangkitan yang disebabkan oleh mikroorganisma seperti bakteria dan virus dengan mengawal selia gen sistem imun untuk melancarkan tindak balas yang berkesan terhadap penyakit itu.
Kepentingan dan peranan yang dimainkan oleh miRNA memerlukan penyiasatan dan penyelidikan lanjut yang ditambah dengan penyepaduan data genomik, transkriptomi dan/atau proteomik, akan meningkatkan pemahaman mekanistik kami tentang interaksi dan penyakit selular. Ini boleh membawa kepada pembangunan terapi berasaskan miRNA baru dengan mengeksploitasi miRNA sebagai aktimir (menggunakan miRNA sebagai pengaktif untuk penggantian miRNA yang telah dimutasi atau dipadamkan) dan antagomir (menggunakan miRNA sebagai antagonis di mana terdapat regulasi abnormal mRNA tersebut) untuk penyakit manusia dan haiwan yang berleluasa dan baru muncul.
***
Rujukan
- Hadiah Nobel.org. Siaran akhbar – Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan 2024. Disiarkan pada 7 Oktober 2024. Tersedia di https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2024/press-release/
- Clairea T, Lamarthée B, Anglicheau D. MikroRNA: molekul kecil, kesan besar, Pendapat Semasa dalam Pemindahan Organ: Februari 2021 – Jilid 26 – Isu 1 – ms 10-16. DOI: https://doi.org/10.1097/MOT.0000000000000835
- Ambros V. Fungsi mikroRNA haiwan. alam semula jadi. 2004, 431 (7006): 350–5. DOI: https://doi.org/10.1038/nature02871
- Bartel DP. MikroRNA: genomik, biogenesis, mekanisme, dan fungsi. sel. 2004, 116 (2): 281–97. DOI: https://doi.org/10.1016/S0092-8674(04)00045-5
- Jansson MD dan Lund AH MicroRNA dan Kanser. Onkologi Molekul. 2012, 6 (6): 590-610. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molonc.2012.09.006
- Bhaskaran M, Mohan M. MicroRNAs: sejarah, biogenesis, dan peranan mereka yang berkembang dalam pembangunan dan penyakit haiwan. Doktor haiwan Pathol. 2014;51(4):759-774. DOI: https://doi.org/10.1177/0300985813502820
- Bernstein E, Kim SY, Carmell MA, et al. Dicer adalah penting untuk pembangunan tetikus. Nat Genet. 2003; 35:215–217. DOI: https://doi.org/10.1038/ng.125
- Kloosterman WP, Plasterk RH. Kepelbagaian fungsi mikro-RNA dalam perkembangan haiwan dan penyakit. Sel Dev. 2006; 11:441–450. DOI: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2006.09.009
- Wienholds E, Koudijs MJ, van Eeden FJM, et al. Enzim penghasil mikroRNA Dicer1 adalah penting untuk pembangunan ikan zebra. Nat Genet. 2003; 35:217–218. DOI: https://doi.org/10.1038/ng125
- O'Brien J, Hayder H, Zayed Y, Peng C. Gambaran Keseluruhan Biogenesis MikroRNA, Mekanisme Tindakan dan Peredaran. Endokrinol hadapan (Lausanne). 2018 Ogos 3;9:402. DOI: https://doi.org/10.3389/fendo.2018.00402
***
Artikel berkaitan
mikroRNA: Pemahaman Baru Mekanisme Tindakan dalam Jangkitan Virus dan Kepentingannya (15 Februari 2021)
***
