МикроРНК (сокращенно miRNA ) представляет собой небольшую одноцепочечную некодирующую молекулу РНК (содержащую около 22 нуклеотидов ), обнаруженную у растений, животных и некоторых вирусов, которая участвует в подавлении РНК и посттранскрипционной регуляции экспрессии генов . [1] [2] микроРНК функционируют посредством спаривания оснований с комплементарными последовательностями в молекулах мРНК . [3] В результате эти молекулы мРНК подавляются одним или несколькими из следующих процессов: (1) расщепление цепи мРНК на две части, (2) дестабилизация мРНК за счет укорочения ееполи(А) хвост и (3) менее эффективная трансляция мРНК в белки с помощью рибосом . [3] [4]
миРНК напоминают малые интерферирующие РНК (миРНК) пути РНК-интерференции (РНКи) , за исключением того, что миРНК происходят из областей РНК-транскриптов, которые загибаются друг на друга, образуя короткие шпильки, тогда как миРНК происходят из более длинных областей двухцепочечной РНК . [5] Геном человека может кодировать более 1900 микроРНК, [6] хотя более поздний анализ предполагает, что это число ближе к 2300. [7] Тем не менее, только около 500 микроРНК человека представляют собой добросовестную микроРНК в созданной вручную базе данных генов микроРНК MirGeneDB . [8]
микроРНК широко распространены во многих типах клеток млекопитающих [9] [10] и в виде внеклеточных циркулирующих микроРНК . [11] Циркулирующие микроРНК высвобождаются в жидкости организма, включая кровь и спинномозговую жидкость , и могут быть доступны в качестве биомаркеров при ряде заболеваний. [11] [12] МикроРНК нацелены примерно на 60% генов человека и других млекопитающих. [13] [14] Многие микроРНК эволюционно консервативны, что означает, что они выполняют важные биологические функции. [15] [1]Например, 90 семейств миРНК сохранились, по крайней мере, с момента появления общего предка млекопитающих и рыб, и большинство из этих консервативных миРНК выполняют важные функции, как показали исследования, в которых были нокаутированы гены одного или нескольких членов семейства. у мышей. [1]
Первая микроРНК была обнаружена в начале 1990-х гг. [16] Однако miRNAs не были признаны отдельным классом биологических регуляторов до начала 2000-х годов. [17] [18] [19] [20] [21] исследования миРНК выявили разные наборы миРНК, экспрессируемые в разных типах клеток и тканях [10] [22] , а также многочисленные роли миРНК в развитии растений и животных и во многих других биологических процессах . процессы. [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] Аберрантная экспрессия микроРНК связана с болезненными состояниями. Терапия на основе микроРНК находится в стадии изучения. [30] [31] [32] [33]
Первая микроРНК была обнаружена в 1993 году группой под руководством Амброса , в которую входили Ли и Фейнбаум. Однако для дополнительного понимания механизма его действия потребовались одновременно опубликованные работы группы Рувкуна , включая Вайтмана и Ха. [16] [34] Эти группы опубликовали статьи о гене lin-4 , который, как известно, контролирует время развития личинок C. elegans путем подавления гена lin-14 . Когда Ли и др. выделили микроРНК lin-4 , они обнаружили, что вместо мРНК, кодирующей белок, она продуцирует короткие некодирующие РНК., одна из которых представляла собой ~22-нуклеотидную РНК, содержащую последовательности, частично комплементарные множественным последовательностям в 3'-UTR мРНК lin-14 . [16] Эта комплементарность была предложена для ингибирования трансляции мРНК lin-14 в белок LIN-14. В то время считалось, что малая РНК lin-4 является идиосинкразией нематод .
В 2000 году была охарактеризована вторая малая РНК: let-7 РНК, которая репрессирует lin-41 , чтобы способствовать более позднему переходу в развитии у C. elegans . [17] Было обнаружено, что let- 7 РНК консервативна у многих видов, что привело к предположению, что let-7 РНК и дополнительные «малые временные РНК» могут регулировать время развития у различных животных, включая людей. [18]