МикроРНК — Нобелевская премия по физиологии/медицине 2024 («Все великое начинается с малого»)
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-1270-2025-6-1-20-25Ключевые слова:
микроРНК, регуляция активности генов, Нобелевская премия, когнитивные функции/дисфункции, развитие организмов, болезни, C. elegansАннотация
В 2024 году Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена американским ученым Виктору Эмбросу и Гэри Равкану — за «открытие нового фундаментального принципа регуляции активности генов» посредством небольших некодирующих молекул РНК, получивших название микроРНК. Модельным организмом исследователям послужил маленький червь нематода — C. elegans. В обзоре приводятся данные об истории открытия и прогрессе, достигнутом в последние годы в понимании многообразных функций микроРНК от простейших до человека. Указана важнейшая роль микроРНК в регуляции развития организмов, в когнитивных процессах, в том числе в долговременной памяти, и о связи микроРНК с нарушением когнитивных функций при болезнях Альцгеймера, Хантингтона, Паркинсона и старческой деменции. Кроме того, последние данные свидетельствуют о высоком потенциале микроРНК для диагностики и терапии вышеперечисленных заболеваний, а также рака, диабета и сердечно-сосудистых патологий. Таким образом, открытия в области микроРНК, сделанные с использованием простейшего представителя животного мира нематоды, явились триггером для получения важнейших фундаментальных и прикладных знаний, которые смогут служить человечеству.
Библиографические ссылки
Azam, H. M. H., Rößling, R. I., Geithe, C. et al. (2024) MicroRNA biomarkers as next-generation diagnostic tools for neurodegenerative diseases: A comprehensive review. Frontiers in Molecular Neuroscience, vol. 17, article 1386735. https://doi.org/10.3389/fnmol.2024.1386735 (In English)
Chen, W., Qin, C. (2015) General hallmarks of microRNAs in brain evolution and development. RNA Biology, vol. 12, no. 7, pp. 701–708. https://doi.org/10.1080/15476286.2015.1048954 In English)
Cintado, E., Tezanos, P., De Las Casas, M. et al. (2024) Grandfathers-to-grandsons transgenerational transmission of exercise positive effects on cognitive performance. The Journal of Neuroscience, vol. 44, no. 23, article e2061232024. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2061-23.2024 (In English)
Cook, S. J., Jarrell, T. A., Brittin, C. A. et al. (2019) Whole-animal connectomes of both Caenorhabditis elegans sexes. Nature, vol. 571, no. 7763, pp. 63–71. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7 (In English)
Diener, C., Keller, A., Meese, E. (2024) The miRNA-target interactions: An underestimated intricacy. Nucleic Acids Research, vol. 52, no. 4, pp. 1544–1557. https://doi.org/10.1093/nar/gkad1142 (In English)
Grinkevich, L. N. (2020) Rol’ mikroRNK v obuchenii i dolgovremennoj pamyati [The role of microRNAs in learning and long-term memory]. Vavilovskij zhurnal genetiki i selektsii — Vavilov Journal of Genetics and Breeding, vol. 24, no. 8, pp. 885–896. https://doi.org/10.18699/VJ20.687 (In Russian)
Grinkevich, L. N. (2021) Redaktirovanie genoma i regulyatsiya ekspressii genov s pomoshch’yu tekhnologij CRISPR/ СAS v nejrobiologii [Genome editing and regulation of gene expression using CRISPR/CAS technologies in neurobiology]. Uspekhi fiziologicheskikh nauk — Progress in Physiological Science, vol. 52, no. 3, pp. 4–23. https://doi.org/10.31857/S0301179821030024 (In Russian)
Gupta, B. P., Sternberg, P. W. (2003) The draft genome sequence of the nematode Caenorhabditis briggsae, a companion to C. elegans. Genome Biology, vol. 4, no. 12, article 238. https://doi.org/10.1186/gb-2003-4-12-238 (In English)
Hu, Z., Li, Z. (2017) miRNAs in synapse development and synaptic plasticity. Current Opinion in Neurobiology, vol. 45, pp. 24–31. https://doi.org/10.1016/j.conb.2017.02.014 (In English)
Jang, D., Kim, C. J, Shin, B. H., Lim, D.-H. (2024) The biological roles of microRNAs in Drosophila development. Insects, vol. 15, no. 7, article 491. https://doi.org/10.3390/insects15070491 (In English)
Jelski, W., Mroczko, B. (2024) MicroRNAs as biomarkers of brain tumor. Cancer Management and Research, vol. 16, pp. 1353–1361. https://doi.org/10.2147/CMAR.S484158 (In English)
Jessop, P., Toledo-Rodriguez, M. (2018) Hippocampal TET1 and TET2 expression and DNA hydroxymethylation are affected by physical exercise in aged mice. Frontiers in Cell and Developmental Biology, vol. 6, article 45. https://doi.org/10.3389/fcell.2018.00045 (In English)
John, B., Enright, A. J., Aravin, A. et al. (2004) Human microRNA targets. PLoS Biology, vol. 2, no. 11, article e363. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0020363 (In English)
Juźwik, C. A., Drake, S. S., Zhang, Y. et al. (2019) microRNA dysregulation in neurodegenerative diseases: A systematic review. Progress in Neurobiology, vol. 182, article 101664. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2019.101664 (In English)
Kozomara, A., Birgaoanu, M., Griffiths-Jones, S. (2019) miRBase: From microRNA sequences to function. Nucleic Acids Research, vol. 47, no. D1, pp. D155–D162. https://doi.org/10.1093/nar/gky1141 (In English)
Lee, R. C., Feinbaum, R. L., Ambros, V. (1993) The C. elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14. Cell, vol. 75, no. 5, pp. 843–854. https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90529-y (In English)
Lewis, B. P., Shih, I.-H., Jones-Rhoades, M. W. et al. (2003) Prediction of mammalian microRNA targets. Cell, vol. 115, no. 7, pp. 787–798. https://doi.org/10.1016/s0092-8674(03)01018-3 (In English)
Li, T., Tao, X., Sun, R. et al. (2023) Cognitive-exercise dual-task intervention ameliorates cognitive decline in natural aging rats via inhibiting the promotion of LncRNA NEAT1/miR-124-3p on caveolin-1-PI3K/Akt/GSK3β Pathway. Brain Research Bulletin, vol. 202, article 110761. https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2023.110761 (In English)
Messina, S. (2024) The RAS oncogene in brain tumors and the involvement of let-7 microRNA. Molecular Biology Reports, vol. 51, no. 1, article 531. https://doi.org/10.1007/s11033-024-09439-z (In English)
Muskan, M., Abeysinghe, P., Cecchin, R. et al. (2024) Therapeutic potential of RNA-enriched extracellular vesicles: The next generation in RNA delivery via biogenic nanoparticles. Molecular Therapy, vol. 32, no. 9, pp. 2939–2949. https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2024.02.025 (In English)
Putcha, G. V., Johnson, E. M. Jr. (2004) Men are but worms: Neuronal cell death in C. elegans and vertebrates. Cell Death and Differentiation, vol. 11, no. 1, pp. 38–48. https://doi.org/10.1038/sj.cdd.4401352 (In English)
Reinhart, B. J., Slack, F. J., Basson, M. et al. (2000) The 21-nucleotide let-7 RNA regulates developmental timing in Caenorhabditis elegans. Nature, vol. 403, no. 6772, pp. 901–906. https://doi.org/10.1038/35002607 (In English)
Ripoll-Sánchez, L., Watteyne, J., Sun, H. et al. (2023) The neuropeptidergic connectome of C. elegans. Neuron, vol. 111, no. 22, pp. 3570–3589. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2023.09.043 (In English)
Saliminejad, K., Khorram Khorshid, H. R., Soleymani Fard, S., Ghaffari, S. H. (2019) An overview of microRNAs: Biology, functions, therapeutics, and analysis methods. Journal of Cellular Physiology, vol. 234, no. 5, pp. 5451– 5465. https://doi.org/10.1002/jcp.27486 (In English)
The C. elegans Sequencing Consortium (1998) Genome sequence of the nematode C. elegans: A platform for investigating biology. Science, vol. 282, no. 5396, pp. 2012–2018. https://doi.org/10.1126/science.282.5396.2012 (In English)
Vasiliev, G. V., Ovchinnikov, V. Y., Lisachev, P. D. et al. (2023) The expression of miRNAs involved in long-term memory formation in the CNS of the mollusk Helix lucorum. International Journal of Molecular Sciences, vol. 24, no. 1, article 301. https://doi.org/10.3390/ijms24010301 (In English)
Wang, L., Shui, X., Diao, Y. et al. (2023) Potential implications of miRNAs in the pathogenesis, diagnosis, and therapeutics of Alzheimer’s disease. International Journal of Molecular Sciences, vol. 24, no. 22, article 16259. https://doi.org/10.3390/ijms242216259 (In English)
Wightman, B., Ha, I., Ruvkun, G. (1993) Posttranscriptional regulation of the heterochronic gene lin-14 by lin-4 mediates temporal pattern formation in C. elegans. Cell, vol. 75, no. 5, pp. 855–862. https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90530-4 (In English)
Wu, Y.-Y., Kuo, H.-C. (2020) Functional roles and networks of non-coding RNAs in the pathogenesis of neurodegenerative diseases. Journal of Biomedical Science, vol. 27, no. 1, article 49. https://doi.org/10.1186/s12929-020-00636-z (In English)
Zamanian, M. Y., Ivraghi, M. S., Gupta, R. et al. (2024) miR-221 and Parkinson’s disease: A biomarker with therapeutic potential. European Journal of Neuroscience, vol. 59, no. 2, pp. 283–297. https://doi.org/10.1111/ejn.16207 (In English)
Zhang, S., Cheng, Y., Shang, H. (2023) The updated development of blood-based biomarkers for Huntington’s disease. Journal of Neurology, vol. 270, no. 5, pp. 2483–2503. https://doi.org/10.1007/s00415-023-11572-x (In English)
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Лариса Николаевна Гринкевич
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.
Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
