Роль мікроРНК у посттранскрипційній регуляції генів, або як крихітні черви спричинили значний прорив у генетиці
Нобелівська премія з фізіології або медицини 2024 року
DOI:
https://doi.org/10.15407/visn2024.12.003Ключові слова:
Нобелівська премія з фізіології або медицини 2024 року, Віктор Амброс, Гері Равкан, мікроРНК, регуляція активності генів.Анотація
Нобелівську премію з фізіології або медицини у 2024 р. присуджено двом американським вченим: професору медичної школи Массачусетського університету у Вустері Віктору Амбросу (Victor Ambros) і молекулярному біологу Массачусетської лікарні, професору генетики в Гарвардській медичній школі в Бостоні Гері Равкану (Gary Ruvkun) «за відкриття мікроРНК та її ролі в посттранскрипційній регуляції генів». Як зазначено у пресрелізі Нобелівського комітету, їхнє новаторське відкриття виявило абсолютно новий, життєво важливий регуляторний механізм, який використовується в клітинах для контролю активності генів. МікроРНК виявилися фундаментально важливими для розвитку та функціонування багатоклітинних організмів, зокрема й організму людини — на сьогодні відомо, що геном людини кодує понад тисячу мікроРНК. Роботи цьогорічних нобелівських лауреатів відкрили абсолютно новий вимір нашого розуміння регуляції активності генів.
Посилання
Ambros V., Horvitz H.R. Heterochronic mutants of the nematode Caenorhabditis elegans. Science. 1984. 226(4673): 409—416. https://doi.org/10.1126/science.6494891
Ruvkun G., Ambros V., Coulson A., Waterston R., Sulston J., Horvitz H.R. Molecular genetics of the Caenorhabditis elegans heterochronic gene lin-14. Genetics. 1989. 121(3): 501—516. https://doi.org/10.1093/genetics/121.3.501
Lee R.C., Feinbaum R.L., Ambros V. The C. elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14. Cell. 1993. 75(5): 843—854. https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90529-y
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. https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90530-4
Fire A., Xu S., Montgomery M.K., Kostas S.A., Driver S.E., Mello C.C. Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. Nature. 1998. 391(6669): 806—811. https://doi.org/10.1038/35888
Hamilton A.J., Baulcombe D.C. A species of small antisense RNA in posttranscriptional gene silencing in plants. Science. 1999. 286(5441): 950—952. https://doi.org/10.1126/science.286.5441.950
Grishok A., Pasquinelli A.E., Conte D., Li N., Parrish S., Ha I., Baillie D.L., Fire A., Ruvkun G., Mello C.C. Genes and mechanisms related to RNA interference regulate expression of the small temporal RNAs that control C. elegans developmental timing. Cell. 2001. 106(1): 23—34. https://doi.org/10.1016/S0092-8674(01)00431-7
Moss E.G., Lee R.C., Ambros V. The cold shock domain protein LIN-28 controls developmental timing in C. elegans and is regulated by the lin-4 RNA. Cell. 1997. 88(5): 637—646. https://doi.org/10.1016/s0092-8674(00)81906-6
Reinhart B.J., Slack F.J., Basson M., Pasquinelli A.E., Bettinger J.C., Rougvie A.E., Horvitz H.R., Ruvkun G. The 21-nucleotide let-7 RNA regulates developmental timing in Caenorhabditis elegans. Nature. 2000. 403(6772): 901—906. https://doi.org/10.1038/35002607
Pasquinelli A.E., Reinhart B.J., Slack F., Martindale M.Q., Kuroda M.I., Maller B., Hayward D.C., Ball E.E., Degnan B., Müller P., Spring J., Srinivasan A., Fishman M., Finnerty J., Corbo J., Levine M., Leahy P., Davidson E., Ruvkun G. Conservation of the sequence and temporal expression of let-7 heterochronic regulatory RNA. Nature. 2000. 408(6808): 86—89. https://doi.org/10.1038/35040556
Klass M., Hirsh D. Non-ageing developmental variant of Caenorhabditis elegans. Nature. 1976. 260(5551): 523—525. https://doi.org/10.1038/260523a0
Kenyon C., Chang J., Gensch E., Rudner A., Tabtiang R. A C. elegans mutant that lives twice as long as wild type. Nature. 1993. 366(6454): 461—464. https://doi.org/10.1038/366461a0
Lee S.S., Kennedy S., Tolonen A.C., Ruvkun G. DAF-16 target genes that control C. elegans life-span and metabolism. Science. 2003. 300(5619): 644—647. https://doi.org/10.1126/science.1083614
Nair P. Profile of Gary Ruvkun. PNAS. 2011. 108(37): 15043—15045. https://doi.org/10.1073/pnas.1111960108
Melo J.A., Ruvkun G. Inactivation of conserved C. elegans genes engages pathogen- and xenobiotic-associated defenses. Cell. 2012. 149(2): 452—466. https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.02.050
Liu S., da Cunha A.P., Rezende R.M., Cialic R., Wei Z., Bry L., Comstock L.E., Gandhi R., Weiner H.L. The host shapes the gut microbiota via fecal microRNA. Cell Host Microbe. 2016. 19(1): 32—43. https://doi.org/10.1016/j.chom.2015.12.005
Pfeffer S., Zavolan M., Grässer F.A., Chien M., Russo J.J., Ju J., John B., Enright A.J., Marks D., Sander C., Tuschl T. Identification of virus-encoded microRNAs. Science. 2004. 304(5671): 734—736. https://doi.org/10.1126/science.1096781
Moran Y., Agron M., Praher D., Technau U. The evolutionary origin of plant and animal microRNAs. Nat. Ecol. Evol. 2017. 1(3): 27. https://doi.org/10.1038/s41559-016-0027
DeVeale B., Swindlehurst-Chan J., Blelloch R. The roles of microRNAs in mouse development. Nat. Rev. Genet. 2021. 22(5): 307—323. https://doi.org/10.1038/s41576-020-00309-5
Bernstein E., Kim S.Y., Carmell M.A., Murchison E.P., Alcorn H., Li M.Z., Mills A.A., Elledge S.J., Anderson K.V., Hannon G.J. Dicer is essential for mouse development. Nat. Genet. 2003. 35(3): 215—217. https://doi.org/10.1038/ng1253
Koralov S.B., Muljo S.A., Galler G.R., Krek A., Chakraborty T., Kanellopoulou C., Jensen K., Cobb B.S., Merkenschlager M., Rajewsky N., Rajewsky K. Dicer ablation affects antibody diversity and cell survival in the B lymphocyte lineage. Cell. 2008. 132(5): 860—874. https://doi.org/10.1016/j.cell.2008.02.020
Wang H. A review of nanotechnology in microRNA detection and drug delivery. Cells. 2024. 13(15): 1277. https://doi.org/10.3390/cells13151277
Gao F., Kataoka M., Liu N. et al. Therapeutic role of miR-19a/19b in cardiac regeneration and protection from myocardial infarction. Nat. Commun. 2019. 10: 1802. https://doi.org/10.1038/s41467-019-09530-1
Glaser V. Tapping miRNA-regulated pathways. Genetic Engineering & Biotechnology News. 2008. 28(5). https://www.genengnews.com/insights/tapping-mirna-regulated-pathways/
Check Hayden E. Thousands of proteins affected by miRNAs. Nature. 2008. 454(7204): 562. https://doi.org/10.1038/454562b
Grillone K., Caridà G., Luciano F., Cordua A., Di Martino M.T., Tagliaferri P., Tassone P. A systematic review of non-coding RNA therapeutics in early clinical trials: a new perspective against cancer. J. Transl. Med. 2024. 22(1): 731. https://doi.org/10.1186/s12967-024-05554-4
Lucas T., Schäfer F., Müller P., Eming S.A., Heckel A., Dimmeler S. Light-inducible antimiR-92a as a therapeutic strategy to promote skin repair in healing-impaired diabetic mice. Nat. Commun. 2017. 8: 15162. https://doi.org/10.1038/ncomms15162
Fang Y., Fullwood M.J. Roles, functions, and mechanisms of long non-coding RNAs in cancer. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2016. 14(1): 42—54. https://doi.org/10.1016/j.gpb.2015.09.006
