2024年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎：微小RNA雖小，但不可小覷

一年一度、備受矚目的諾貝爾獎，今年照例率先公布了生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲獎名單。據(jù)新華社報道，瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院宣布，美國科學(xué)家維克托·安布羅斯和加里·魯夫坎因發(fā)現(xiàn)微小核糖核酸（簡稱微RNA）及其在轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控中的作用而獲得2024年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。

一、什么是微小RNA

微小 RNA 是一類在基因調(diào)控中發(fā)揮關(guān)鍵作用的小型RNA分子。更具體的說，生物體內(nèi)的核糖核酸（RNA）分為兩種：一種是參與編碼蛋白質(zhì)的RNA，能指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的信使 RNA；另一種是不能編碼蛋白質(zhì)的 RNA，即非編碼 RNA。miRNA 正是非編碼 RNA 中的一種。由于它的長度很短，僅有21-23個核苷酸組成，因此被稱作微小 RNA（miRNA）。miRNA 通過與靶 mRNA 的互補配對而在轉(zhuǎn)錄后水平上對基因的表達進行負調(diào)控，導(dǎo)致 mRNA 的降解或翻譯抑制。

那么，普通公眾如何來理解呢？先用形象比喻的方法來科普一下microRNA，看看它在基因表達調(diào)控中到底是一個什么樣的角色。

首先，我們要先來梳理好DNA、mRNA、microRNA之間的作用關(guān)系。我們不妨來做這樣一個比喻，我們身體細胞中的核糖體就像古代的御膳房，需要各種各樣的廚師，做出各種口味的食物，才能滿足皇帝的各種需求。

所以，御膳房大總管制定了一本龐大的食譜書（DNA），他每天給廚師們下達指令去做各種菜肴（蛋白質(zhì)），而RNA就是負責(zé)傳達各種指令的跑腿小太監(jiān)，他負責(zé)將這本食譜書的某一頁抄寫下來并告訴廚師們具體要做什么餐，這被抄寫出來的這一頁食譜就是mRNA。

由于責(zé)任重大了，御膳房大總管怕廚師們干不好，就派遣了很多“小監(jiān)工”來監(jiān)督和調(diào)控廚師們的工作效率，而microRNA就是這些“小監(jiān)工”。

接著，讓我們看看“小監(jiān)工”（microRNA）在基因表達調(diào)控中如何相互配合進行工作的。

01 下指令

皇帝的需求總是變來變?nèi)?，有時候讓下面干活的人無所適從。比如，御膳房大總管突然說，今天需要減少某類菜肴的制作，“小監(jiān)工”microRNA快馬加鞭，就拿著“減量”指令牌，找到負責(zé)制作這類菜肴的廚師們，告訴他們：快快停工，快快減量！減少某個蛋白質(zhì)的合成量！

02 貼封條

可是有一些廚師們不聽指揮。有一些廚師們還大聲嚷嚷，我們都收到跑腿小太監(jiān)（RNA）下發(fā)的菜譜了，我們的職責(zé)就是：收到菜譜，立刻炒菜！“小監(jiān)工”microRNA可沒商量余地，二話不說，直接拿出“封條”把那些不聽話的廚師們當(dāng)場封殺。

“小監(jiān)工”microRNA一邊貼封條，一邊向更多的廚師們叫嚷：趕緊的！把RNA下發(fā)的菜譜收起來了，別看菜譜了，一看菜譜，就想炒菜，你們這幫家伙，不用腦子嗎？實在不行，把耳朵豎起來，聽聽指令！

03 半路殺

有時候，“小監(jiān)工”microRNA比我們預(yù)想的還要簡單粗暴，他們懶得去找廚師們費口舌了，直接在半路截住跑腿小太監(jiān)，把“菜譜”直接撕毀，“沒了菜譜，看你們還怎么炒菜！”。當(dāng)然，學(xué)術(shù)一點，這個叫促進mRNA的降解。通過這樣的調(diào)控，microRNA幫助大總管維持平衡，不會生產(chǎn)過多或過少的菜肴。如果microRNA工作不正常，可能會導(dǎo)致工廠混亂，比如生產(chǎn)了太多不需要的產(chǎn)品或者太少重要的產(chǎn)品，這就像是身體出現(xiàn)了疾病。所以，microRNA就像是身體工廠中的小小調(diào)節(jié)器，它們雖然體積小，但作用大。microRNA通過這種方式調(diào)節(jié)細胞內(nèi)mRNA的數(shù)量和活性，從而精細調(diào)控基因表達，它們可以影響細胞生長、分化和代謝等多種生物過程。

神奇的是，單個microRNA可以調(diào)節(jié)許多不同的基因的表達，反之，單個基因可以被多個microRNA調(diào)節(jié)，從而協(xié)調(diào)和微調(diào)整個基因網(wǎng)絡(luò)，確保我們的身體能夠健康、有序地運作。

二、醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景

1、基因調(diào)控：

microRNA不編碼蛋白質(zhì)，而是通過調(diào)控其他基因的表達來發(fā)揮作用。它們主要在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)節(jié)基因表達，這意味著它們影響的是mRNA的穩(wěn)定性和翻譯過程，而不是mRNA的合成。

2、作用機制：

microRNA通常與目標mRNA分子的互補序列結(jié)合，這通常導(dǎo)致mRNA的降解或者抑制其翻譯成蛋白質(zhì)。這種調(diào)控可以減少特定蛋白質(zhì)的產(chǎn)生，從而影響細胞的行為和功能。

3、多樣性：

在多種生物中，包括植物、動物和某些病毒，都發(fā)現(xiàn)了microRNA。它們在不同的生物過程中起著重要作用，如發(fā)育、細胞分化和疾病發(fā)生等。

4、生物學(xué)功能：

microRNA參與許多生物學(xué)過程，包括細胞增殖、分化、凋亡（程序性細胞死亡）和免疫反應(yīng)。它們通過調(diào)控多個基因的網(wǎng)絡(luò)，對細胞表型和生物體的生理狀態(tài)產(chǎn)生廣泛影響。

5、疾病相關(guān)性：

沒有microRNA，細胞和組織就無法正常發(fā)育。microRNA的異常調(diào)節(jié)會導(dǎo)致癌癥，并且在人類中發(fā)現(xiàn)了編碼microRNA的基因突變，導(dǎo)致先天性聽力損失、眼睛和骨骼疾病、心血管疾病、代謝性疾病、免疫系統(tǒng)疾病、肝臟腎臟疾病等等。

因此，microRNA檢測在臨床上的應(yīng)用前景是積極和樂觀的，它有望在癌癥等多種疾病的診療指導(dǎo)中發(fā)揮重要作用。隨著研究的深入和技術(shù)的進步，microRNA檢測有望成為臨床實踐中不可或缺的一部分，為疾病診斷和治療提供了新的策略。