Когда в начале 2000-х я училась на биологическом факультете, глава про микроРНК как раз появилась в самых новых учебниках. С тех пор прошло 20 лет, в среднем это срок, в течение которого люди и получают Нобелевскую премию. Хотя исходные работы, приведшие к открытию, нынешние лауреаты проводили еще в конце 1980-х.

Если коротко, то Эмброс и Равкан открыли фундаментальный базовый механизм регуляции живых систем. В частности, он позволяет многоклеточному организму функционировать, а разным клеткам работать слаженно, как единая система.

Исходно Эмброс и Равкан описали этот механизм у червей, что вызвало лишь умеренный интерес: любопытно, конечно, но где черви, и где сложный организм человека? Но позже стало ясно, что этот механизм распространен повсеместно, от вирусов до высших организмов.

Как это работает? Все клетки несут одинаковый набор ДНК, однако мы видим, что они выполняют разные функции, выглядят по-разному, в них включаются разные гены, синтезируются разные белки. При развитии эмбриона одни клетки становятся клетками мозга, другие сердца и так далее. И в этом процессе одни гены проявляются, а другие «молчат». Возникает вопрос, как все это возможно при одинаковом наборе ДНК? Очевидно, что должна быть какая-то регуляция.

Виктор Амброс и Гэри Равкан как раз и открыли один из механизмов такой регуляции.

Можно выделить минимум три уровня такой регуляции. Первый — на уровне генов, он определяет, какие из них будут включаться, какие нет. Второй уровень — уровень синтеза белка, на нем определяется, будет клетка строить тот или иной белок или нет даже при «включенном» гене. И третий, уже на уровне самого белка.

В данном случае мы говорим о втором уровне регуляции, то есть на уровне синтеза белка. Напомню, что клетки не умеют синтезировать белок напрямую с ДНК. Это слишком ценная субстанция, поэтому сначала в ядре с ДНК, а точнее, с конкретного гена снимается РНК-копия. Она выходит из ядра в цитоплазму, и уже там с этой копии синтезируется белок.

МикроРНК — это, как видно из названия, такие особые маленькие РНК. Они, как говорят биологи, комплементарны определенному кусочку большой мРНК. То есть узнают ее последовательность и прочно с ней соединяются. Вместе с микроРНК к помеченной на уничтожение мРНК приходят особые белки, которые разрезают ее или выключают другим способом.

До работ Амброса и Равкана ученые просто не замечали в геноме последовательностей, соответствующих микроРНК, так как думали, что это всего лишь какой-то мусор.

Теперь мы знаем, что это универсальная система, которая работает у всех живых организмов, в том числе она критически необходима для поддержания работы многоклеточных.

Повреждения или мутации в микроРНК могут иметь разные последствия.

Если у эмбриона присутствуют поломки в консервативных микроРНК, то есть тех, которые есть у большого количества видов, шансов развиться у такого эмбриона, скорее всего, нет. Есть микроРНК, которые характерны только для отдельных групп организмов, например млекопитающих. Повреждения в них бывают не настолько фатальны, однако ничего хорошего они тоже не несут — мы знаем некоторые болезни, которые связаны именно с мутациями в микроРНК. Это, например, прогрессирующая потеря слуха или некоторые виды рака.

Ну и отдельно важно сказать, что микроРНК — это хороший лабораторный инструмент, который используют в исследованиях как раз для того, чтобы включать или выключать тот или иной белок. Хотя чаще для этого применяют не микроРНК, а похожие на них короткие РНК из другой группы, которые были найдены после того, как люди поняли, на какие последовательности нужно смотреть.

В общем, давно было понятно, что рано или поздно Амброс и Равкан должны получить Нобелевскую премию, и вот теперь они ее получили.