«Малюсенькие молекулы РНК». За что дали Нобеля по медицине

Лауреатами нобелевской премии по физиологии и медицине за 2024 год стали Виктор Амброс и Гари Равкан за «открытие микроРНК и ее роль в пост-транскрипционной регуляции генов». Молекулярный биолог Анна Малашичева рассказала RTVI, в чем фундаментальное и прикладное значение этих открытий для науки.

Амброс, в настоящее время профессор медицинской школы Университета Массачуссетса и Гари Равкан, профессор Гарвардского университета, изучая развитие различных типов клеток, открыли так называемые микроРНК, новый класс молекул РНК (рибонуклеиновой кислоты), играющих ключевую роль в регуляции генов. Генетическая информация, заложенная в ДНК, передается в матричную рибонуклеиновую кислоту (мРНК) с помощью процесса, называемого транскрипцией, после чего используется в ходе трансляции в роли матрицы для синтеза белков.

Начиная с середины 20 века было совершено несколько фундаментальных научных открытий, объясняющих детали этого процесса. В конце 80-х годов Амброс и Равкан работали в лаборатории Роберта Хорвица, получившего в 2002 году Нобелевскую премию. Работая с модельным организмом, червем C. elegans, они пытались выявить гены, контролирующие активацию определенных генетических программ. Этот организм позволяет изучать множество специализированных клеток, в том числе нервные и мышечные, которые присутствуюет в более сложных организмах.

Ученые исследовали две мутантные линии червей lin-4 и lin-14, у которых отличалось время активации определенных генетических программ по мере развития. Дальнейшие эксперименты с этими модельными организмами позволили открыть необычно короткие молекулы РНК, кодирующие информацию.

«Ученым давно известны генетические механизмы, открытие Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком, по которым наследуются наши признаки — глаза голубые, ноги длинные. То, как информация из генов переходит в признаки, это такая традиционная модель, — пояснила RTVI д.б.н, главный научный сотрудник, зав. лаб. Регенеративной биомедицины Института Цитологии РАН (Санкт-Петербург) Анна Малашичева. — А вот то, за что сегодня присуждена Нобелевская премия, чаще используется в лаборатории, и имеет больше прикладное значение. Это не самый традиционный метод регуляции генов».

По словам эксперта, во-первых, ценность микроРНК состоит в том, что в лабораториях ученые могут совершать с ними определенные манипуляции.

«При помощи этих малых РНК мы можем экспериментально моделировать, включать и выключать гены. То, как тот или иной ген ведет себя у того или иного человека, очень сильно зависит от того, какие из этих молекул присутствуют у этого человека», — пояснила молекулярный биолог. «Во-вторых, показано что эти малюсенькие молекулы могут быть связаны со многими заболеваниями. Точно показано, что в сердечно-сосудистых заболеваниях некоторые микроРНК присутствуют, и известно, что на них надо обращать внимание при разработке терапии».

По словам эксперта, в будущем при помощи таргетирования и влияния на эти маленькие молекулы удастся лечить некоторые заболевания.

«Мы в нашей лаборатории регулируем экспрессию генов при помощи малых РНК, с целью моделирования заболеваний, в частности аортальный стеноз», — добавила она.

По мнению Малашичевой, прогресс в будущем будет заключаться в умении управлять микро-РНК. «Мы сейчас находимся на стадии скорее описательной. Мы знаем, что некоторые микроРНК регулируют экспрессию некоторых генов. От них зависит, какой ген так себя поведет. И мы знаем, что микроРНК связаны с некоторыми заболеваниями. Они накапливаются, они обнаружены, присутствуют при некоторых заболеваниях. И, скорее всего, одним из видов терапии будет нацеливание на вот эти маленькие молекулы», — пояснила она.

В 2023 году Нобелевской премией в области физиологии и медицины за 2023 год были отмечены исследования американской исследовательницы венгерского происхождения Каталин Карико и ее коллеги Дрю Вайсмана, которые изобрели технологию синтеза мРНК (матричные РНК). Премия присуждена за открытия, касающиеся модификаций нуклеотидных оснований, которые сделали возможной разработку эффективных мРНК-вакцин от COVID-19». Благодаря им компании Pfizer и Moderna смогли разработать свои вакцины от коронавируса.