รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ประจำปี 2024 ได้รับการมอบให้แก่ Victor Ambros และ Gary Ruvkun ร่วมกัน "จากการค้นพบไมโครอาร์เอ็นเอและบทบาทในการควบคุมยีนหลังการถอดรหัส"
ไมโครอาร์เอ็นเอ (miRNA) เป็นกลุ่มของโมเลกุลอาร์เอ็นเอสายเดี่ยวขนาดเล็กที่ไม่เข้ารหัส ซึ่งมีหน้าที่ในการควบคุมการแสดงออกของยีนในพืช สัตว์ และไวรัสบางชนิด ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา มีการศึกษาวิจัยไมโครอาร์เอ็นเออย่างกว้างขวางสำหรับบทบาทของไมโครอาร์เอ็นเอในกระบวนการต่างๆ ในเซลล์ เช่น การแยกความแตกต่าง ภาวะธำรงดุลการเผาผลาญ การแพร่กระจาย และอะพอพโทซิส
miRNA ทำงานโดยการจับกับปลาย 3' ของ mRNA จึงทำหน้าที่เป็นตัวกดการแปลรหัสหรือโต้ตอบกับปลาย 5' ซึ่งมีบทบาทในการควบคุมการถอดรหัส ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในไซโตพลาซึมของเซลล์และมีผลโดยตรงต่อประเภทและปริมาณของโปรตีนที่เซลล์สร้างขึ้น
miRNA ตัวแรก Lin-4 ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 1993 ในไส้เดือนฝอย Caenorhabditis elegans
โดยทั่วไปไมโครอาร์เอ็นเอจะมีความยาว 18–25 นิวคลีโอไทด์ ไมโครอาร์เอ็นเอได้มาจากสารตั้งต้นที่ยาวกว่า ซึ่งเป็นอาร์เอ็นเอสายคู่ที่เรียกว่า ปริมิอาร์เอ็นเอ กระบวนการไบโอเจเนซิสเกิดขึ้นในนิวเคลียสและไซโทพลาซึม โดยที่ปริมิอาร์เอ็นเอจะสร้างโครงสร้างคล้ายกิ๊บที่แตกต่างกัน ซึ่งจะถูกจดจำและตัดโดยไมโครโปรเซสเซอร์ ซึ่งเป็นคอมเพล็กซ์เฮเทอโรไดเมอร์ที่สร้างขึ้นโดย DROSHA และ DGCR8 ซึ่งจะตัดปริมิอาร์เอ็นเอให้เป็นพรีมิอาร์เอ็นเอ จากนั้นพรีมิอาร์เอ็นเอจะถูกส่งออกไปยังไซโทพลาซึม ซึ่งจะถูกประมวลผลในที่สุดเพื่อสร้างไมโครอาร์เอ็นเอ
ไมโครอาร์เอ็นเอมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตโดยควบคุมยีนและโปรตีนตั้งแต่การสร้างตัวอ่อนไปจนถึงการพัฒนาของอวัยวะและระบบอวัยวะ จึงมีบทบาทสำคัญในการรักษาสมดุลภายในเซลล์ ในขณะที่ไมโครอาร์เอ็นเอภายในเซลล์มีบทบาทในการควบคุมการถอดรหัส/การแปล ไมโครอาร์เอ็นเอภายนอกเซลล์ทำหน้าที่เป็นสารเคมีส่งสารเพื่อควบคุมการสื่อสารระหว่างเซลล์ ความผิดปกติของไมโครอาร์เอ็นเอมีความเกี่ยวพันกับโรคต่างๆ เช่น มะเร็ง (ไมโครอาร์เอ็นเอทำหน้าที่เป็นทั้งตัวกระตุ้นและตัวกดยีน) โรคระบบประสาทเสื่อม และโรคหัวใจและหลอดเลือด การทำความเข้าใจและอธิบายการเปลี่ยนแปลงในโปรไฟล์การแสดงออกของไมโครอาร์เอ็นเอสามารถนำไปสู่การค้นพบไบโอมาร์กเกอร์ใหม่พร้อมกับแนวทางการรักษาใหม่เพื่อป้องกันโรค ไมโครอาร์เอ็นเอยังมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาและการเกิดโรคที่เกิดจากจุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรียและไวรัส โดยควบคุมยีนของระบบภูมิคุ้มกันเพื่อตอบสนองต่อโรคอย่างมีประสิทธิภาพ
ความสำคัญและบทบาทที่ไมโครอาร์เอ็นเอมีนั้นสมควรได้รับการตรวจสอบและวิจัยเพิ่มเติม ซึ่งเมื่อผนวกเข้ากับการบูรณาการข้อมูลจีโนม ทรานสคริปโตมิกส์ และ/หรือโปรตีโอมิกส์ จะช่วยเพิ่มความเข้าใจเชิงกลไกของเราเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์และโรค ซึ่งอาจนำไปสู่การพัฒนาการบำบัดด้วยไมโครอาร์เอ็นเอรูปแบบใหม่ โดยใช้ประโยชน์จากไมโครอาร์เอ็นเอเป็นแอคติเมียร์ (ใช้ไมโครอาร์เอ็นเอเป็นตัวกระตุ้นเพื่อทดแทนไมโครอาร์เอ็นเอที่กลายพันธุ์หรือถูกลบออก) และแอนตาโกเมียร์ (ใช้ไมโครอาร์เอ็นเอเป็นตัวต่อต้านในกรณีที่มีการควบคุมระดับของไมโครอาร์เอ็นเอที่ผิดปกติ) สำหรับโรคของมนุษย์และสัตว์ที่แพร่หลายและเพิ่งเกิดขึ้น
***
การอ้างอิง
- NobelPrize.org ข่าวเผยแพร่ – รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ 2024 เผยแพร่เมื่อวันที่ 7 ตุลาคม 2024 เข้าถึงได้ที่ https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2024/press-release/
- Clairea T, Lamarthée B, Anglicheau D. MicroRNAs: โมเลกุลเล็ก ผลกระทบใหญ่ ความคิดเห็นปัจจุบันในการปลูกถ่ายอวัยวะ: กุมภาพันธ์ 2021 – เล่มที่ 26 – ฉบับที่ 1 – หน้า 10-16 ดอย: https://doi.org/10.1097/MOT.0000000000000835
- Ambros V. หน้าที่ของ microRNAs ของสัตว์ ธรรมชาติ. 2004, 431 (7006): 350–5 ดอย: https://doi.org/10.1038/nature02871
- บาร์เทล ดีพี. MicroRNAs: จีโนม ไบโอเจเนซิส กลไก และการทำงาน เซลล์. 2004, 116 (2): 281–97. ดอย: https://10.1016/S0092-8674(04)00045-5
- Jansson MD และ Lund AH MicroRNA และมะเร็ง เนื้องอกวิทยาระดับโมเลกุล. 2012, 6 (6): 590-610. ดอย: https://doi.org/10.1016/j.molonc.2012.09.006
- Bhaskaran M, Mohan M. MicroRNAs: ประวัติศาสตร์ การเกิดชีวภาพ และบทบาทที่เปลี่ยนแปลงไปในการพัฒนาและโรคของสัตว์ Vet Pathol. 2014;51(4):759-774 DOI: https://doi.org/10.1177/0300985813502820
- Bernstein E, Kim SY, Carmell MA และคณะ Dicer เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาของหนู Nat Genet. 2003; 35:215–217. DOI: https://doi.org/10.1038/ng1253
- Kloosterman WP, Plasterk RH หน้าที่ที่หลากหลายของไมโครอาร์เอ็นเอในการพัฒนาและโรคของสัตว์ Dev Cell. 2006; 11:441–450 DOI: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2006.09.009
- Wienholds E, Koudijs MJ, ฟาน อีเดน FJM และคณะ Dicer1 เอนไซม์ที่ผลิต microRNA เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาเซบีริช แนท เจเน็ต. 2003; 35:217–218. ดอย: https://doi.org/10.1038/ng125
- O'Brien J, Hayder H, Zayed Y, Peng C. ภาพรวมของการสร้างไมโครอาร์เอ็นเอ กลไกการทำงาน และการไหลเวียน Front Endocrinol (Lausanne) 2018 ส.ค. 3;9:402 DOI: https://doi.org/10.3389/fendo.2018.00402
***
บทความที่เกี่ยวข้อง
microRNAs: ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับกลไกการออกฤทธิ์ในการติดเชื้อไวรัสและความสำคัญ (15 กุมภาพันธ์ 2021)
***
