Sa isang buhay na cell, ang daloy ng impormasyon sa pagitan ng nucleus at cytoplasm ay hindi kailanman natutuyo, ngunit ang pag-unawa sa lahat ng "mga twist" nito at pag-decipher ng impormasyong naka-encode dito ay isang tunay na titanic na gawain. Ang isa sa mga pinakamahalagang tagumpay sa biology ng huling siglo ay maaaring ituring na ang pagtuklas ng impormasyon (o template) RNA molecules (mRNA o mRNA), na nagsisilbing mga tagapamagitan na nagdadala ng mga "mensahe" ng impormasyon mula sa nucleus (mula sa mga chromosome) hanggang sa cytoplasm. Ang mapagpasyang papel ng RNA sa synthesis ng protina ay hinulaan noong 1939 sa gawain ni Thorbjorn Kaspersson ( Torbjorn Caspersson), Jean Brachet ( Jean Brachet) at Jack Schultz ( Jack Schultz), at noong 1971 ni George Marbeis ( George Marbaix) ang nag-trigger ng synthesis ng hemoglobin sa mga oocytes ng palaka sa pamamagitan ng pag-inject ng unang nakahiwalay na rabbit messenger na RNA na naka-encode sa protina na ito.
Noong 1956–1957 sa Unyong Sobyet, independyenteng pinatunayan nina A. N. Belozersky at A. S. Spirin ang pagkakaroon ng mRNA, at nalaman din na ang karamihan ng RNA sa isang cell ay hindi nangangahulugang matrix, ngunit ribosomal RNA(rRNA). Ribosomal RNA - ang pangalawang "pangunahing" uri ng cellular RNA - bumubuo ng "skeleton" at functional center ng ribosomes sa lahat ng organismo; ito ay rRNA (at hindi mga protina) na kumokontrol sa mga pangunahing yugto ng synthesis ng protina. Kasabay nito, ang ikatlong "pangunahing" uri ng RNA ay inilarawan at pinag-aralan - paglipat ng RNA (tRNA), na, kasama ang iba pang dalawa - mRNA at rRNA - ay bumubuo ng isang solong protina-synthesizing complex. Ayon sa medyo tanyag na hypothesis ng "mundo ng RNA", ang nucleic acid na ito ang nasa mismong pinagmulan ng buhay sa Earth.
Dahil sa ang katunayan na ang RNA ay mas hydrophilic kumpara sa DNA (dahil sa pagpapalit ng deoxyribose sa pamamagitan ng ribose), ito ay mas labile at medyo malayang gumagalaw sa cell, at samakatuwid ay naghahatid ng mga panandaliang replika ng genetic na impormasyon (mRNA) sa lugar kung saan ang synthesis ng protina. Gayunpaman, nararapat na tandaan ang "abala" na nauugnay dito - ang RNA ay napaka hindi matatag. Ito ay nakaimbak na mas masahol pa kaysa sa DNA (kahit sa loob ng cell) at bumababa sa kaunting pagbabago sa mga kondisyon (temperatura, pH). Bilang karagdagan sa "sariling" kawalang-tatag, ang isang malaking kontribusyon ay nabibilang sa ribonucleases (o RNases) - isang klase ng RNA-cleaving enzymes, napaka-stable at "ubiquitous" - kahit na ang balat ng mga kamay ng nag-eksperimento ay naglalaman ng sapat na dami ng mga enzyme na ito upang tumawid palabas ng buong eksperimento. Dahil dito, ang pagtatrabaho sa RNA ay mas mahirap kaysa sa mga protina o DNA - ang huli ay karaniwang maiimbak ng daan-daang libong taon na may kaunti o walang pinsala.
Napakahusay na katumpakan sa panahon ng trabaho, tridisstylate, sterile na guwantes, disposable laboratory glassware - lahat ng ito ay kinakailangan upang maiwasan ang pagkasira ng RNA, ngunit ang pagsunod sa mga naturang pamantayan ay hindi palaging posible. Samakatuwid, sa loob ng mahabang panahon, ang mga maikling "fragment" ng RNA, na hindi maiiwasang maruming mga solusyon, ay hindi pinansin. Gayunpaman, sa paglipas ng panahon, naging malinaw na, sa kabila ng lahat ng pagsisikap na mapanatili ang sterility ng lugar ng pagtatrabaho, ang "mga labi" ay natural na patuloy na napansin, at pagkatapos ay lumabas na palaging may libu-libong maikling double-stranded na RNA sa cytoplasm. na gumaganap ng medyo tiyak na mga tungkulin at talagang kinakailangan para sa normal na pag-unlad. mga selula at organismo.
Prinsipyo ng RNA interference
Ang mga parmasyutiko ay naging interesado din sa posibilidad ng paggamit ng siRNA, dahil ang kakayahang idirekta ang regulasyon ng gawain ng mga indibidwal na gene ay nangangako ng hindi pa naririnig na mga prospect sa paggamot ng isang host ng mga sakit. Ang maliit na sukat at mataas na pagtitiyak ng pagkilos ay nangangako ng mataas na bisa at mababang toxicity ng mga gamot na nakabatay sa siRNA; gayunpaman lutasin ang problema paghahatid Ang siRNA sa mga may sakit na selula sa katawan ay hindi pa nagtagumpay - ang dahilan nito ay ang hina at hina ng mga molekulang ito. At bagaman ngayon dose-dosenang mga koponan ang nagsisikap na makahanap ng isang paraan upang idirekta ang mga "magic bullet" na ito nang eksakto sa target (sa loob ng mga may sakit na organo), hindi pa nila nakakamit ang nakikitang tagumpay. Bilang karagdagan, may iba pang mga paghihirap. Halimbawa, sa kaso ng antiviral therapy, ang mataas na selectivity ng pagkilos ng siRNA ay maaaring maging isang disservice - dahil ang mga virus ay mabilis na nag-mutate, ang binagong strain ay napakabilis na mawawalan ng sensitivity sa siRNA na pinili sa simula ng therapy: ito ay kilala na ang pagpapalit ng isa lamang Ang nucleotide sa siRNA ay humahantong sa isang makabuluhang pagbaba sa epekto ng interference.
Sa puntong ito, ito ay nagkakahalaga ng paggunita muli - natagpuan ang mga siRNA lamang sa mga halaman, invertebrates at unicellular; Bagaman ang mga homologue ng mga protina para sa pagkagambala ng RNA (Dicer, RISC complex) ay naroroon din sa mas mataas na mga hayop, ang mga siRNA ay hindi nakita ng mga maginoo na pamamaraan. Nakakagulat kung kailan artipisyal na ipinakilala Ang mga sintetikong siRNA analogue ay gumawa ng isang malakas na tiyak na epekto na umaasa sa dosis sa mga kultura ng mammalian cell! Nangangahulugan ito na sa mga vertebrate cell, ang interference ng RNA ay hindi pinalitan ng mas kumplikadong mga immune system, ngunit umunlad kasama ng mga organismo, na nagiging isang bagay na mas "advanced". Dahil dito, sa mga mammal ay kinakailangang maghanap hindi para sa eksaktong mga analog ng siRNA, ngunit para sa kanilang mga ebolusyonaryong kahalili.
Manlalaro #2 - miRNA
Sa katunayan, sa batayan ng ebolusyonaryong medyo sinaunang mekanismo ng interference ng RNA, ang mas maunlad na mga organismo ay nakabuo ng dalawang dalubhasang sistema para sa pagkontrol sa gawain ng mga gene, bawat isa ay gumagamit ng sarili nitong grupo ng maliliit na RNA - miRNA(microRNA) at piRNA(piRNA, Piwi-interacting RNA). Ang parehong mga sistema ay lumitaw sa mga espongha at coelenterates at umunlad kasama ng mga ito, na inilipat ang siRNA at ang mekanismo ng "hubad" na panghihimasok sa RNA. Ang kanilang papel sa pagbibigay ng kaligtasan sa sakit ay bumababa, dahil ang function na ito ay kinuha sa pamamagitan ng mas advanced na mga mekanismo ng cellular immunity, sa partikular, ang interferon system. Gayunpaman, ang sistemang ito ay napakasensitibo na gumagana din ito sa mismong siRNA: ang paglitaw ng mga maliliit na double-stranded na RNA sa isang mammalian cell ay nag-trigger ng "alarm signal" (nagpapagana sa pagtatago ng interferon at nagiging sanhi ng pagpapahayag ng mga gene na umaasa sa interferon, na kung saan ganap na hinaharangan ang lahat ng proseso ng pagsasalin). Sa pagsasaalang-alang na ito, ang mekanismo ng panghihimasok ng RNA sa mas mataas na mga hayop ay pangunahing pinagsama ng microRNA at piRNA, mga single-stranded na molekula na may isang tiyak na istraktura na hindi napansin ng interferon system.
Habang nagiging mas kumplikado ang genome, ang mga miRNA at piRNA ay lalong naging kasangkot sa regulasyon ng transkripsyon at pagsasalin. Sa paglipas ng panahon, umunlad sila sa isang karagdagang, tumpak at banayad na sistema ng regulasyon ng genome. Hindi tulad ng mga siRNA, ang mga microRNA at piRNA (natuklasan noong 2001, tingnan ang Kahon 3) ay hindi ginawa mula sa mga dayuhang double-stranded na molekula ng RNA, ngunit sa una ay naka-encode sa genome ng host.
Kilalanin ang microRNA
Ang microRNA precursor ay na-transcribe mula sa parehong mga strands ng genomic DNA ng RNA polymerase II, na nagreresulta sa isang intermediate form, pri-miRNA, na nagdadala ng mga tampok ng conventional mRNA - m 7 G-cap at polyA tail. Ang precursor na ito ay bumubuo ng isang loop na may dalawang single-stranded na "tails" at ilang hindi magkapares na nucleotides sa gitna (Fig. 3). Ang nasabing loop ay sumasailalim sa isang dalawang yugto na pagproseso (Larawan 4): una, ang Drosha endonuclease ay pinutol ang single-stranded RNA "tails" mula sa hairpin, pagkatapos kung saan ang cut hairpin (pre-microRNA) ay na-export sa cytoplasm, kung saan ito ay kinikilala ng Dicer, na gumagawa ng dalawa pang pagbawas (isang double-stranded na rehiyon ay pinutol). , na ipinahiwatig ng kulay sa Fig. 3). Sa form na ito, ang mature na miRNA, katulad ng siRNA, ay kasama sa RISC complex.
Figure 3. Structure ng isang double-stranded microRNA precursor molecule. Pangunahing tampok: ang pagkakaroon ng mga conserved sequence na bumubuo ng isang hairpin; ang pagkakaroon ng isang komplementaryong kopya (microRNA*) na may dalawang "dagdag" na nucleotides sa dulong 3′; tiyak na pagkakasunud-sunod (2–8 bp) na bumubuo sa lugar ng pagkilala para sa mga endonucleases. Ang microRNA mismo ay naka-highlight sa pula - iyon ang pinutol ni Dicer.
Ang mekanismo ng pagkilos ng maraming microRNA ay katulad ng sa mga siRNA: isang maikling (21-25 nucleotides) na single-stranded na RNA sa RISC protein complex ay nagbubuklod na may mataas na pagtitiyak sa isang komplementaryong site sa 3'-untranslated na rehiyon ng target na mRNA . Ang pagbubuklod ay nagreresulta sa cleavage ng mRNA ng Ago protein. Gayunpaman, ang aktibidad ng mga microRNA (kumpara sa mga siRNA) ay mas naiba-iba na - kung ang complementarity ay hindi ganap, ang target na mRNA ay maaaring hindi masira, ngunit mababaligtad lamang (walang pagsasalin). Ang parehong RISC complex ay maaari ding gamitin artipisyal na ipinakilala siRNA. Ipinapaliwanag nito kung bakit ang mga siRNA, na ginawa sa pamamagitan ng pagkakatulad sa protozoa, ay aktibo din sa mga mammal.
Kaya, maaari nating kumpletuhin ang paglalarawan ng mekanismo ng pagkilos ng RNA interference sa mas mataas na (bilaterally symmetrical) na mga organismo sa pamamagitan ng pagsasama-sama sa isang figure ng scheme ng pagkilos ng microRNAs at biotechnologically introduced siRNAs (Fig. 5).
Figure 5. Pangkalahatang pamamaraan ng pagkilos ng mga artipisyal na miRNA at siRNA(Ang mga artipisyal na siRNA ay ipinapasok sa cell gamit ang mga dalubhasang plasmids - pag-target ng siRNA vector).
Mga function ng miRNA
Ang mga physiological function ng miRNAs ay lubhang magkakaibang; sa katunayan, sila ay kumikilos bilang pangunahing non-protein regulators ng ontogeny. Ang mga miRNA ay hindi nagkansela, ngunit umaakma sa "klasikal" na pamamaraan ng regulasyon ng gene (inductors, suppressors, chromatin compaction, atbp.). Bilang karagdagan, ang synthesis ng mga microRNA mismo ay kinokontrol sa isang kumplikadong paraan (ang ilang mga pool ng microRNA ay maaaring i-on ng mga interferon, interleukin, tumor necrosis factor α (TNF-α), at marami pang ibang cytokine). Bilang resulta, lumilitaw ang isang multi-level na network ng pag-set up ng isang "orchestra" ng libu-libong gene, na kamangha-mangha sa pagiging kumplikado at flexibility nito, ngunit hindi ito ang katapusan ng bagay.
Ang mga microRNA ay mas "unibersal" kaysa sa mga siRNA: ang mga "ward" na gene ay hindi kailangang maging 100% komplementaryo - ang regulasyon ay isinasagawa din sa bahagyang pakikipag-ugnayan. Ngayon, isa sa mga pinakamainit na paksa sa molecular biology ay ang paghahanap ng mga microRNA, na kumikilos bilang mga alternatibong regulator ng mga kilalang proseso ng physiological. Halimbawa, ang mga miRNA na kasangkot sa regulasyon ng cell cycle at apoptosis sa mga halaman, Drosophila at nematodes ay inilarawan na; sa mga tao, kinokontrol ng mga miRNA ang immune system at hematopoietic stem cell development. Ang paggamit ng mga teknolohiyang batay sa biochips (micro-array screening) ay nagpakita na ang buong pool ng maliliit na RNA ay naka-on at naka-off sa iba't ibang yugto ng buhay ng cell. Para sa mga biological na proseso, dose-dosenang mga tukoy na microRNA ang natukoy, ang antas ng pagpapahayag kung saan sa ilalim ng ilang mga kundisyon ay nagbabago ng libu-libong beses, na binibigyang-diin ang pambihirang pagkontrol ng mga prosesong ito.
Hanggang kamakailan lamang, pinaniniwalaan na ang mga microRNA ay pinipigilan lamang - sa kabuuan o sa bahagi - ang gawain ng mga gene. Gayunpaman, kamakailan lamang ay lumabas na ang pagkilos ng mga miRNA ay maaaring magkakaiba depende sa estado ng cell! Sa isang aktibong naghahati na cell, ang miRNA ay nagbubuklod sa isang komplementaryong sequence sa 3'-site ng mRNA at pinipigilan ang synthesis ng protina (pagsasalin). Gayunpaman, sa isang estado ng pahinga o stress (halimbawa, kapag lumalaki sa isang mahinang daluyan), ang parehong kaganapan ay humahantong sa kabaligtaran na epekto - isang pagtaas sa synthesis ng target na protina!
Ebolusyon ng miRNA
Ang bilang ng mga uri ng microRNA sa mas mataas na mga organismo ay hindi pa ganap na naitatag - ayon sa ilang data, ito ay lumampas sa 1% ng bilang ng mga protina-coding genes (sa mga tao, halimbawa, pinag-uusapan nila ang tungkol sa 700 microRNAs, at ang bilang na ito ay patuloy na lumalaki). kinokontrol ng mga microRNA ang aktibidad ng humigit-kumulang 30% ng lahat ng mga gene (ang mga target para sa marami sa mga ito ay hindi pa kilala), at mayroong parehong ubiquitous at tissue-specific na mga molekula - halimbawa, ang isang mahalagang pool ng microRNAs ay kumokontrol sa pagkahinog ng mga stem cell ng dugo. .
Ang malawak na profile ng expression sa iba't ibang mga tisyu ng iba't ibang mga organismo at ang biological na kasaganaan ng mga miRNA ay nagpapahiwatig ng isang ebolusyonaryong sinaunang pinagmulan. Sa kauna-unahang pagkakataon, ang mga miRNA ay natagpuan sa mga nematode, at sa loob ng mahabang panahon ay pinaniniwalaan na ang mga molekulang ito ay lumilitaw lamang sa mga espongha at coelenterates; gayunpaman, kalaunan ay natuklasan din sila sa unicellular algae. Kapansin-pansin, habang nagiging mas kumplikado ang mga organismo, tumataas din ang bilang at heterogeneity ng microRNA pool. Ito ay hindi direktang nagpapahiwatig na ang pagiging kumplikado ng mga organismo na ito ay ibinigay, sa partikular, sa pamamagitan ng paggana ng mga miRNA. Ang posibleng ebolusyon ng miRNA ay ipinapakita sa Figure 6.
Figure 6. Pagkakaiba-iba ng mga miRNA sa iba't ibang mga organismo. Kung mas mataas ang organisasyon ng organismo, mas maraming miRNA ang matatagpuan dito (ang numero sa mga bracket). Ang mga species ay minarkahan ng pula kung saan walang asawa miRNA.
Ang isang malinaw na ebolusyonaryong relasyon ay maaaring iguhit sa pagitan ng siRNA at microRNA batay sa mga sumusunod na katotohanan:
- ang pagkilos ng parehong mga species ay mapagpapalit at pinamagitan ng mga homologous na protina;
- ang mga siRNA na ipinakilala sa mga selula ng mammalian ay partikular na "i-off" ang mga kinakailangang gene (sa kabila ng ilang pag-activate ng proteksyon ng interferon);
- Ang mga miRNA ay matatagpuan sa parami nang parami ng mga sinaunang organismo.
Ang mga ito at iba pang data ay nagmumungkahi ng pinagmulan ng parehong mga sistema mula sa isang karaniwang "ninuno". Ito rin ay kagiliw-giliw na tandaan na ang "RNA" na kaligtasan sa sakit bilang isang independiyenteng pasimula ng mga antibodies ng protina ay nagpapatunay sa teorya ng pinagmulan ng mga unang anyo ng buhay batay sa RNA, hindi mga protina (tandaan na ito ang paboritong teorya ng Academician A. S. Spirin).
Ang karagdagang, mas nakakalito. Manlalaro #3 - piRNA
Habang mayroon lamang dalawang "manlalaro" sa arena ng molecular biology - siRNA at microRNA - ang pangunahing "layunin" ng RNA interference ay tila ganap na malinaw. Sa katunayan: ang isang hanay ng mga homologous na maiikling RNA at mga protina sa iba't ibang mga organismo ay nagsasagawa ng mga katulad na pagkilos; habang ang mga organismo ay nagiging mas kumplikado, gayundin ang kanilang pag-andar.
Gayunpaman, sa proseso ng ebolusyon, lumikha ang kalikasan ng isa pang ebolusyonaryong pinakabago at lubos na espesyalisadong sistema batay sa parehong matagumpay na prinsipyo ng interference ng RNA. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa piRNA (piRNA, mula sa Piwi-interaction RNA).
Ang mas kumplikadong genome ay organisado, mas binuo at inangkop ang organismo (o vice versa? ;-). Gayunpaman, ang pagtaas sa pagiging kumplikado ng genome ay may isang downside: isang kumplikadong genetic system ay nagiging hindi matatag. Ito ay humahantong sa pangangailangan para sa mga mekanismo na responsable para sa pagpapanatili ng integridad ng genome - kung hindi, ang kusang "paghahalo" ng DNA ay hindi papaganahin ito. Mga mobile genetic na elemento ( SHP) - isa sa mga pangunahing salik ng kawalang-tatag ng genome - ay maiikling hindi matatag na mga rehiyon na maaaring autonomously ma-transcribe at lumipat sa pamamagitan ng genome. Ang pag-activate ng naturang mga transposable na elemento ay humahantong sa maraming DNA break sa mga chromosome, na puno ng nakamamatay na mga kahihinatnan.
Ang bilang ng mga MGE ay tumataas nang hindi linear sa laki ng genome, at dapat kontrolin ang kanilang aktibidad. Upang gawin ito, ang mga hayop, na nagsisimula na sa mga coelenterates, ay gumagamit ng parehong kababalaghan ng RNA interference. Ang function na ito ay ginagampanan din ng mga maikling RNA, gayunpaman, hindi ang mga napag-usapan na, ngunit ang kanilang pangatlong uri, mga piRNA.
"Portrait" ng piRNA
mga function ng piRNA
Ang pangunahing pag-andar ng piRNA ay ang pagsugpo sa aktibidad ng MGE sa antas ng transkripsyon at pagsasalin. Ito ay pinaniniwalaan na ang mga piRNA ay aktibo lamang sa panahon ng embryogenesis, kapag ang hindi nahuhulaang shuffling ng genome ay lalong mapanganib at maaaring humantong sa pagkamatay ng embryo. Ito ay lohikal - kapag ang immune system ay hindi pa gumagana, ang mga selula ng embryo ay nangangailangan ng ilang simple ngunit epektibong proteksyon. Mula sa mga panlabas na pathogen, ang embryo ay mapagkakatiwalaan na protektado ng inunan (o egg shell). Ngunit bukod dito, kailangan din ang depensa mula sa mga endogenous (internal) na virus, pangunahin ang MGE.
Ang papel na ito ng piRNA ay nakumpirma ng karanasan - "knockout" o mutations ng Ago3, Piwi o Aub genes ay humahantong sa malubhang mga karamdaman sa pag-unlad (at isang matalim na pagtaas sa bilang ng mga mutasyon sa genome ng naturang organismo), at nagiging sanhi din ng kawalan ng katabaan dahil sa kapansanan sa pag-unlad ng mga selula ng mikrobyo.
Pamamahagi at ebolusyon ng piRNA
Ang mga unang piRNA ay matatagpuan na sa mga anemone ng dagat at mga espongha. Ang mga halaman, tila, ay nagpunta sa ibang paraan - Ang mga protina ng Piwi ay hindi natagpuan sa kanila, at ang papel ng isang "muzzle" para sa mga transposon ay ginagampanan ng Ago4 endonuclease at siRNA.
Sa mas mataas na mga hayop, kabilang ang mga tao, ang sistema ng piRNA ay napakahusay na binuo, ngunit ito ay matatagpuan lamang sa mga embryonic cell at sa amniotic endothelium. Kung bakit ang pamamahagi ng piRNA sa katawan ay napakalimitado ay nananatiling makikita. Maaaring ipagpalagay na, tulad ng anumang makapangyarihang sandata, ang piRNA ay kapaki-pakinabang lamang sa napaka-espesipikong mga kondisyon (sa panahon ng pag-unlad ng pangsanggol), at sa isang pang-adultong organismo, ang kanilang aktibidad ay mas makakasama kaysa sa mabuti. Gayunpaman, ang bilang ng mga piRNA ay isang order ng magnitude na mas malaki kaysa sa bilang ng mga kilalang protina, at ang mga hindi tiyak na epekto ng mga piRNA sa mga mature na selula ay mahirap hulaan.
| siRNA | miRNA | piRNA | |
|---|---|---|---|
| Nagkakalat | mga halaman, Drosophila, C.elegans. Hindi matatagpuan sa mga vertebrates | mga eukaryote | Embryonic cells ng mga hayop (nagsisimula sa coelenterates). Wala sa protozoa at halaman |
| Ang haba | 21–22 nucleotides | 19–25 nucleotides | 24–30 nucleotides |
| Istruktura | Double-stranded, 19 na komplementaryong nucleotides at dalawang hindi magkapares na nucleotides sa dulo ng 3' | Single strand complex structure | Single-stranded complex na istraktura. U sa 5'-end, 2'- O-methylated 3′ dulo |
| Pinoproseso | Dicer-dependent | Dicer-dependent | Dicer-independent |
| Endonucleases | Ago2 | Ago1, Ago2 | Ago3, Piwi, Aub |
| Aktibidad | Pagkasira ng mga pantulong na mRNA, acetylation ng genomic DNA | Pagkasira o pagsugpo ng target na pagsasalin ng mRNA | Pagkasira ng mRNA encoding MGE, regulasyon ng transkripsyon ng MGE |
| Biyolohikal na papel | Antiviral immune defense, pagsugpo sa aktibidad ng sariling mga gene | Regulasyon ng aktibidad ng gene | Pagpigil sa aktibidad ng MGE sa panahon ng embryogenesis |
Konklusyon
Sa konklusyon, nais kong magbigay ng isang talahanayan na naglalarawan ng ebolusyon ng aparatong protina na kasangkot sa pagkagambala ng RNA (Larawan 9). Makikita na ang protozoa ay may pinaka-binuo na sistema ng siRNA (mga pamilya ng protina na Ago, Dicer), at sa komplikasyon ng mga organismo, ang diin ay lumilipat sa mas dalubhasang mga sistema - ang bilang ng mga isoform ng protina para sa microRNA (Drosha, Pasha) at piRNA ( Piwi, Hen1) ay tumataas. Kasabay nito, ang pagkakaiba-iba ng mga enzyme na namamagitan sa pagkilos ng siRNA ay bumababa.
Figure 9. Iba't ibang mga protina na kasangkot sa RNA interference(ang mga numero ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga protina sa bawat pangkat). sa asul mga elemento na katangian ng siRNA at microRNA ay naka-highlight, at pula- protina at nauugnay sa piRNA.
Ang phenomenon ng RNA interference ay nagsimulang gamitin ng mga pinakasimpleng organismo. Batay sa mekanismong ito, ang kalikasan ay lumikha ng isang prototype ng immune system, at habang ang mga organismo ay nagiging mas kumplikado, ang RNA interference ay nagiging isang kailangang-kailangan na regulator ng aktibidad ng genome. Dalawang magkaibang mekanismo at tatlong uri ng maikling RNA ( cm. tab. 1) - bilang isang resulta, nakikita namin ang libu-libong mga banayad na regulator ng iba't ibang metabolic at genetic pathways. Ang kapansin-pansing larawang ito ay naglalarawan ng versatility at evolutionary adaptation ng molecular biological system. Ang mga maikling RNA ay muling nagpapatunay na walang "maliit na bagay" sa loob ng cell - mayroon lamang maliliit na molekula, ang buong kahalagahan ng kung kaninong papel ang nagsisimula pa lamang nating maunawaan.
(Totoo, ang gayong kamangha-manghang kumplikado ay nagsasalita sa halip na ang ebolusyon ay "bulag" at gumagana nang walang paunang inaprubahang "master plan"»;
A.M. Deichman, S.V. Zinoviev, A.Yu. Baryshnikov
GENE EXPRESSION AT MALIIT NA RNA SA ONCOLOGY
GU RONTS im. N.N.Blokhina RAMS, Moscow
BUOD
Inilalahad ng artikulo ang papel ng maliliit na RNA na kumokontrol sa karamihan ng mahahalagang function ng cell at ng katawan, at ang posibleng koneksyon nito, sa partikular, sa oncogenesis at iba pang (kabilang ang hypothetical) intracellular na mekanismo ng genomic expression.
Mga keyword Mga pangunahing salita: maliliit na RNA, RNA interference (RNAi), double-stranded RNA (lncRNA), RNA editing, oncogenesis.
A.M. Deichman, S.V.Zinoviev, A.Yu.Baryshnikov.
ANG GENE EXPRESSION AT MALIIT NA RNAS SA ONCOLOGY
N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center RAMS, Moscowow
ABSTRAK
Sa papel na papel ng mga maliliit na RNA na nangangasiwa sa karamihan ng mahahalagang pag-andar ng cell at organismo at posibleng koneksyon ng mga ito lalo na sa oncogenesis at iba pa (kabilang ang hypothetical) na mga intracellular na mekanismo ng genome expression ay isinumite.
susing salita: Maliit na RNA, interference RNAs (RNAi), double strand RNAs (dsRNAs), RNA editing, tumorogenesis.
Panimula
Ang pagpapahayag ng mga indibidwal na gene at buong eukaryotic genome, kabilang ang pagproseso, iba't ibang uri ng transkripsyon, splicing, rearrangements, RNA editing, recombinations, pagsasalin, RNA interference, ay kinokontrol ng ilang mga protina (mga produkto ng regulatory, structural, homeotic genes, transcription factor) , mga mobile na elemento, RNA at mababang molekular na timbang effectors. Kasama sa mga nagpoprosesong RNA ang rRNA, tRNA, mRNA, ilang mga regulatory RNA, at maliliit na RNA.
Sa ngayon, alam na ang mga maliliit na RNA ay hindi nagko-code para sa protina, kadalasang nasa daan-daan bawat genome, at kasangkot sa regulasyon ng pagpapahayag ng iba't ibang eukaryotic genes (somatic, immune, germline, stem cells). Nasa ilalim ng kontrol ang mga proseso ng pagkita ng kaibhan, (hematopoiesis, angiogenesis, adipogenesis, myogenesis, neurogenesis), morphogenesis (kabilang ang mga yugto ng embryonic, pag-unlad/paglago, regulasyon ng pisyolohikal), paglaganap, apoptosis, carcinogenesis, mutagenesis, immunogenesis, pagtanda (pagpapalawig ng buhay), epigenetic silencing; Ang mga kaso ng metabolic regulation (hal., glycosphingolipids) ay nabanggit. Ang isang mas malawak na klase ng mga non-coding RNA na 20-300/500 nucleotides at ang kanilang mga RNP ay natagpuan hindi lamang sa nucleus/nucleolus/cytoplasm, kundi pati na rin sa DNA-containing cell organelles (hayop mitochondria; sa mga halaman, micro-RNAs at sequence ng maliit na RNA).
Para sa pamamahala at regulasyon ng V.N. mga proseso ito ay mahalaga: 1. na ang maliliit na natural/artipisyal na RNAs (maliit na RNA, tRNA, atbp.) at ang kanilang mga complex na may mga protina (RNPs) ay may kakayahang transmembrane cellular at mitochondrial transport; 2. na pagkatapos ng pagbagsak ng mitochondria, ang bahagi ng kanilang mga nilalaman, RNA at RNP, ay maaaring mapunta sa cytoplasm at nucleus. Ang mga nakalistang katangian ng mga maliliit na RNA (RNP), na ang makabuluhang papel sa pagganap ay tumataas lamang sa proseso ng pag-aaral, ay malinaw na may kaugnayan sa kadahilanan ng pagkaalerto kaugnay sa kanser at iba pang mga genetic na sakit. Kasabay nito, ang mataas na kahalagahan ng mga pagbabago sa epigenomic ng chromatin sa pagbuo ng mga tumor ay naging malinaw. Isasaalang-alang lamang namin ang isang napakalimitadong bilang ng mga kaso sa maraming katulad na mga kaso.
Maliit na RNA
Ang mekanismo ng pagkilos ng maliliit na RNA ay ang kanilang kakayahang magbigkis ng halos magkakaugnay sa 3'-untranslated na mga rehiyon (3'-UTRs) ng mga target na mRNA (na kung minsan ay naglalaman ng DNA/RNA transposing MIR/LINE-2 na mga elemento, pati na rin ang conserved Alu repeats ). ) at magdulot ng panghihimasok sa RNA (RNAi=RNAi; partikular sa isang tugon na antiviral). Ang komplikasyon, gayunpaman, ay, bilang karagdagan sa mga cellular, mayroon ding mga maliliit na RNA na naka-encode ng virus (herpes, SV40, atbp.; Ang EBV, halimbawa, ay naglalaman ng 23, at KSHV - 12 miRNA), na nakikipag-ugnayan sa mga transcript ng parehong virus at host. Mahigit sa 5,000 cellular/viral miRNAs lamang ang kilala sa 58 species. Sinimulan ng RNAi ang alinman sa degradasyon (na may partisipasyon ng RISC complex, RNA-Induced Silencing Complex) sa mga nuclease-vulnerable na mga fragment ng tuluy-tuloy na helix ng lncRNA (double-stranded RNA mRNA, atbp.), o bahagyang nababaligtad na pagsugpo ng discontinuously coiled lncRNA sa panahon ng pagsasalin ng mga target ng mRNA. Ang mga mature na maliliit na RNA (~15-28 nucleotides) ay nabuo sa cytoplasm mula sa kanilang mga precursor na may iba't ibang haba (sampu at daan-daang nucleotides) na nagpoproseso sa nucleus. Bilang karagdagan, ang mga maliliit na RNA ay kasangkot sa pagbuo ng silencing na istraktura ng chromatin, ang regulasyon ng transkripsyon ng mga indibidwal na gene, ang pagsugpo sa transposon expression, at ang pagpapanatili ng functional na istraktura ng pinalawak na mga seksyon ng heterochromatin.
Mayroong ilang mga pangunahing uri ng maliliit na RNA. Ang mga MicroRNAs (miRNAs) at maliliit na nakakasagabal na RNAs (siRNAs) ay ang pinaka mahusay na pinag-aralan. Bilang karagdagan, sa mga maliliit na RNA, ang mga sumusunod ay pinag-aaralan: mga piRNA na aktibo sa mga selulang germline; maliliit na nakakasagabal na RNA na nauugnay sa endogenous retrotransposon at paulit-ulit na mga elemento (na may lokal/global na heterochromatization - simula sa mga unang yugto ng embryogenesis; panatilihin ang antas ng telomeres), Drosophia rasiRNAs; madalas na naka-encode ng mga intron ng mga gene ng protina at gumaganang mahalaga sa pagsasalin, transkripsyon, splicing (de- / methylation, pseudouridylation ng mga nucleic acid) maliit na nuclear (snRNAs) at nucleolar (snoRNAs) RNAs; pandagdag sa DNA-binding NRSE-(Neuron Restrictive Silenser Element) na mga motif ng maliliit na modulatory RNA, smRNA, na may hindi gaanong kilalang mga function; transactivating plant small interfering RNAs, tasiRNAs; maikling hairpin RNAs, shRNAs, na nagbibigay ng pangmatagalang RNAi (persistent gene silencing) ng mahabang lncRNA structures sa antiviral response sa mga hayop.
Ang mga maliliit na RNA (miRNAs, siRNAs, atbp.) ay nakikipag-ugnayan sa mga bagong synthesize na transcript ng nucleus/cytoplasm (regulating splicing, pagsasalin ng mRNA; methylation/pseudouridylation ng rRNA, atbp.) at chromatin (na may pansamantalang lokal at epigenetically inherited heterochromatinization ng dividing somaticinization mga selula ng mikrobyo). Heterochromatinization, sa partikular, ay sinamahan ng de-/methylation ng DNA, pati na rin ang methylation, acetylation, phosphorylation at ubiquitination ng mga histones (pagbabago ng "histone code").
Ang mga miRNA ng nematode Caenorhabditis elegans (lin-4), ang kanilang mga katangian at mga gene ay ang unang natuklasan at pinag-aralan sa mga maliliit na RNA, at medyo kalaunan, ang mga miRNA ng halaman na Arabidopsis thaliana. Sa kasalukuyan, nauugnay ang mga ito sa mga multicellular na organismo, bagama't ipinapakita ang mga ito sa unicellular alga Chlamydomonas reinhardtii, at RNAi-like silencing pathways, na may kaugnayan sa antiviral / katulad na proteksyon na kinasasangkutan ng tinatawag na. Ang mga psiRNA ay tinalakay para sa mga prokaryote. Ang mga genome ng maraming eukaryote (kabilang ang Drosophila at mga tao) ay naglalaman ng ilang daang miRNAs na mga gene. Ang mga stage/tissue-specific na gene na ito (pati na rin ang kanilang mga kaukulang target na mRNA region) ay kadalasang homologous sa phylogenetically distant species, ngunit ang ilan sa mga ito ay lineage-specific. Ang mga miRNA ay nakapaloob sa mga exon (protein-coding, RNA genes), introns (madalas na pre-mRNA), intergenic spacer (kabilang ang mga pag-uulit), may haba na hanggang 70-120 nucleotides (o higit pa) at bumubuo ng loop/stem hairpin mga istruktura. Upang matukoy ang kanilang mga gene, hindi lamang biochemical at genetic, kundi pati na rin ang mga diskarte sa computer ay ginagamit.
Ang pinaka-katangian na haba ng "rehiyong nagtatrabaho" ng mga mature na miRNA ay 21-22 nucleotides. Ito marahil ang pinakamarami sa mga non-protein-coding genes. Maaaring isaayos ang mga ito bilang magkahiwalay na mga kopya (mas madalas) o mga kumpol na naglalaman ng maraming magkakatulad o magkakaibang mga miRNA na gene na na-transcribe (hindi bihira mula sa mga autonomous na tagapagtaguyod) bilang isang mas mahabang precursor, na naproseso sa ilang yugto sa mga indibidwal na miRNA. Ipinapalagay na mayroong isang regulatory miRNA network na kumokontrol sa maraming pangunahing biological na proseso (kabilang ang oncogenesis/metastasis); marahil hindi bababa sa 30% ng mga gene na ipinahayag ng tao ay kinokontrol ng mga miRNA.
Ang prosesong ito ay nagsasangkot ng lncRNA-specific RNase-III-like enzymes na Drosha (nuclear ribonuclease; sinisimulan ang pagproseso ng intron pre-miRNAs pagkatapos ng pag-splice ng pangunahing transcript) at Dicer, na gumagana sa cytoplasm at nag-cleaves/degrades, ayon sa pagkakabanggit, hairpin pre- miRNAs (sa mga mature na miRNAs). ) at mamaya hybrid miRNAs/mRNA structures. Ang mga maliliit na RNA, kasama ang ilang mga protina (kabilang ang mga h.p. RNases, mga protina ng pamilyang AGO, transmethylases / acetylase, atbp.) at kasama ang paglahok ng tinatawag na. Ang RISC- at RITS-like complexes (ang pangalawa ay nag-uudyok sa transcriptional silencing) ay may kakayahang, ayon sa pagkakabanggit, sa pag-udyok sa RNAi/degradation at kasunod na gene silencing sa RNA- (bago/sa panahon ng pagsasalin) at DNA- (sa panahon ng transkripsyon ng heterochromatin) na mga antas.
Ang bawat miRNA ay potensyal na pares na may maraming mga target, at ang bawat target ay kinokontrol ng isang bilang ng mga miRNA (katulad ng gRNAs-mediated pre-mRNA na pag-edit sa mga trypanosome kinetoplast). Ipinakita ng pagsusuri sa vitro na ang regulasyon ng miRNAs (pati na rin ang pag-edit ng RNA) ay isang pangunahing posttranscriptional modulator ng expression ng gene. Ang mga katulad na miRNA na nakikipagkumpitensya para sa parehong target ay mga potensyal na transregulator ng RNA-RNA at RNA-protein na pakikipag-ugnayan.
Sa mga hayop, ang mga miRNA ay pinakamahusay na pinag-aralan para sa nematode Caenorhabditis Elegans; mahigit 112 genes ang inilarawan. Libu-libong endogenous siRNAs ang natagpuan din dito (walang mga gene; sila ay nauugnay, sa partikular, sa spermatogenesis-mediated transcript at transposon). Ang parehong maliliit na multicellular RNA ay maaaring mabuo ng mga RNA polymerases na nagpapakita ng aktibidad (hindi homology) ng RdRP-II (tulad ng karamihan sa iba pang mga RNA) at mga uri ng RdRP-III. Ang mga mature na maliliit na RNA ay magkapareho sa komposisyon (kabilang ang terminal 5'-phosphates at 3'-OH), haba (karaniwang 21-22 nucleotides), at function, at maaaring makipagkumpitensya para sa parehong target. Gayunpaman, ang pagkasira ng RNA, kahit na ang target ay ganap na komplementaryo, ay mas madalas na nauugnay sa mga siRNA; translational repression, na may bahagyang, karaniwang 5-6 nucleotides, complementarity sa miRNAs; at ang mga precursor, ayon sa pagkakabanggit, ay exo-/endogenous (daan-daang/libo ng mga nucleotides) para sa mga siRNA, at kadalasang endogenous (sampu/daan-daang nucleotides) para sa mga miRNA, at ang kanilang biogenesis ay iba; gayunpaman, sa ilang mga sistema ay nababaligtad ang mga pagkakaibang ito.
Ang RNAi na pinapamagitan ng mga siRNA- at miRNA ay may iba't ibang likas na tungkulin: mula sa regulasyon ng pagpapahayag ng gene at heterochromatin hanggang sa proteksyon ng genome laban sa mga transposon at mga virus; ngunit ang mga siRNA at ilang miRNA ay hindi pinananatili sa pagitan ng mga species. Ang mga halaman (Arabidopsis thaliana) ay mayroong: mga siRNA na tumutugma sa parehong mga gene at intergenic (kabilang ang mga spacer, umuulit) na mga rehiyon; isang malaking bilang ng mga potensyal na genome site para sa iba't ibang uri ng maliliit na RNA. Ang mga nematode ay mayroon ding tinatawag na. variable na autonomously ipinahayag 21U-RNAs (dasRNAs); mayroon silang 5 "-Y-monophosphate, bumubuo ng 21 nucleotides (20 sa mga ito ay variable), at matatagpuan sa pagitan o sa loob ng mga intron ng protina-coding genes sa higit sa 5700 na mga site sa dalawang rehiyon ng chromosome IV.
Ang mga MiRNA ay may mahalagang papel sa pagpapahayag ng gene sa kalusugan at sakit; ang isang tao ay may hindi bababa sa 450-500 tulad ng mga gene. Sa pamamagitan ng karaniwang pagbubuklod sa 3 "-UTR na mga rehiyon ng mRNA (iba pang mga target), maaari nilang pilitin at dami (lalo na, kapag nag-aalis ng mga produkto ng mababang-pinahayag na mga gene mula sa sirkulasyon), harangan ang gawain ng ilan at ang aktibidad ng iba pang mga gene. Ito ay lumabas na ang mga hanay ng mga profile ng ipinahayag na micro-RNAs (at ang kanilang mga target) ay dynamic na nagbabago sa panahon ng ontogenesis, pagkita ng kaibhan ng mga cell at tissue. Ang mga pagbabagong ito ay tiyak, lalo na, sa panahon ng cardiogenesis, ang proseso ng pag-optimize ng laki ng haba ng dendrites at ang bilang ng mga synapses ng isang nerve cell (na may pakikilahok ng miRNA-134, iba pang maliliit na RNA), ang pagbuo ng maraming mga pathologies (oncogenesis, immunodeficiencies, genetic disease, parkinsonism, Alzheimer's disease, ophthalmic disorder (retinoblastoma, atbp.) nauugnay sa mga impeksyon ng iba't ibang kalikasan) Ang kabuuang bilang ng mga natukoy na miRNA ay lumalaki nang mas mabilis kaysa sa paglalarawan ng kanilang tungkulin sa regulasyon at kaugnayan sa mga partikular na target .
Hinuhulaan ng pagsusuri sa computer ang daan-daang target na mRNA para sa mga indibidwal na miRNA at regulasyon ng mga indibidwal na mRNA ng maraming miRNA. Kaya, ang mga miRNA ay maaaring magsilbi sa layunin ng pag-aalis ng mga target na transcript ng gene o pagpino ng kanilang pagpapahayag sa mga antas ng transkripsyon/pagsasalin. Ang mga teoretikal na pagsasaalang-alang at mga eksperimentong resulta ay sumusuporta sa pagkakaroon ng magkakaibang mga tungkulin para sa mga miRNA.
Ang isang mas kumpletong listahan ng mga aspeto na nauugnay sa pangunahing papel ng mga maliliit na RNA sa mga eukaryotes sa mga proseso ng paglago/pag-unlad at sa ilang mga pathologies (kabilang ang mga epigenomics ng kanser) ay makikita sa pagsusuri.
Maliit na RNA sa Oncology
Ang mga proseso ng paglaki, pag-unlad, pag-unlad at metastasis ng mga tumor ay sinamahan ng maraming mga pagbabago sa epigenetic na nabubuo sa mas bihirang patuloy na minanang genetic na mga pagbabago. Ang mga bihirang mutasyon, gayunpaman, ay maaaring magdala ng maraming timbang (para sa isang partikular na indibidwal, nosology), dahil. na may kaugnayan sa mga indibidwal na gene (halimbawa, APC, K-ras, p53), ang tinatawag na. ang epekto ng "funnel" na nauugnay sa halos hindi maibabalik na pag-unlad/kinahinatnan ng mga sakit na oncological. Tumor-specific na may kaugnayan sa expression ng profile ng iba't ibang mga gene (protein, RNA, maliit na RNA) progenitor cell heterogeneity ay dahil sa pinagsamang mga pagkakaiba-iba ng mga muling inayos na epigenomic na istruktura. Ang epigenome ay modulated sa pamamagitan ng methylation, post-translational modifications/substitutions ng mga histones (na may non-canonical ones), remodeling ng nucleosomal structure ng genes/chromatin (kabilang ang genomic imprinting, ibig sabihin, dysfunction sa pagpapahayag ng alleles ng parental genes at X chromosome). Ang lahat ng ito, at sa pakikilahok ng RNAi na kinokontrol ng mga maliliit na RNA, ay humahantong sa hitsura ng mga may sira na heterochromatic (kabilang ang hypomethylated centromeric) na mga istruktura.
Ang pagbuo ng mga gene-specific mutations ay maaaring maunahan ng kilalang akumulasyon ng daan-daang libong somatic clonal mutations sa simpleng pag-uulit o microsatellites ng non-coding (bihirang coding) na rehiyon, kahit man lang sa mga tumor na may microsatellite mutator phenotype (MMP) ; ang mga ito ay bumubuo ng isang makabuluhang bahagi ng mga colorectal na kanser, pati na rin ang mga kanser sa baga, tiyan, endometrium, atbp. Ang hindi matatag na mono-/heteronucleotide microsatellite repeats (poly-A6-10, katulad) ay matatagpuan nang maraming beses na mas madalas sa mga regulasyong hindi- coding genes na kumokontrol sa pagpapahayag ng mga gene (introns, intergenic) kaysa sa coding (exons) na mga rehiyon ng genome ng microsatellite-unstable, MSI+, mga tumor. Kahit na ang likas na katangian ng hitsura at mga mekanismo ng lokalisasyon ng MS-stable/unstable na mga rehiyon ay hindi ganap na malinaw, ang pagbuo ng MS-instability ay nakakaugnay sa dalas ng mga mutasyon ng maraming mga gene na hindi nag-mutate nang mas maaga sa MSI+ na mga tumor at malamang na nag-channel sa mga landas. ng kanilang pag-unlad; bukod dito, ang mutation rate ng MSI ay umuulit sa mga tumor na ito ay tumaas ng higit sa dalawang order ng magnitude. Hindi lahat ng mga gene ay nasuri para sa pagkakaroon ng mga pag-uulit, ngunit ang antas ng kanilang pagbabago sa coding/noncoding na mga rehiyon ay iba, at ang katumpakan ng mga pamamaraan para sa pagtukoy ng dalas ng mga mutasyon ay kamag-anak. Mahalaga na ang mga non-coding na rehiyon para sa MSI-mutable na pag-uulit ay kadalasang biallelic, habang ang mga coding na rehiyon ay monoallelic.
Ang pandaigdigang pagbaba ng methylation sa mga tumor ay katangian ng mga pag-uulit, mga transposable na elemento (MEs; tumataas ang kanilang transkripsyon), mga promotor, mga site ng CpG ng tumor suppressor miRNA genes, at nauugnay sa hypertranscription ng mga retrotransposon sa mga advanced na selula ng kanser. Karaniwan, ang mga pagbabagu-bago ng "methylome" ay nauugnay sa "methylation wave" na partikular sa magulang/yugto/tissue at malakas na methylation ng mga centromeric satellite na rehiyon ng heterochromatin na kinokontrol ng maliliit na RNA. Kapag ang mga satellite ay undermethylated, ang nabuong chromosome instability ay sinamahan ng pagtaas ng recombination, at ang isang paglabag sa TE methylation ay maaaring mag-trigger ng kanilang expression. Ang mga salik na ito ay pinapaboran ang pag-unlad ng tumor phenotype. Ang maliit na RNA therapy ay maaaring maging lubos na tiyak ngunit dapat na kontrolin dahil Ang mga target ay maaaring hindi lamang indibidwal, kundi pati na rin ang maraming mRNA / RNA molecule, at bagong synthesize na RNA ng iba't ibang (kabilang ang non-coding intergenic repeats) na mga rehiyon ng chromosome.
Karamihan sa genome ng tao ay binubuo ng mga pag-uulit at mga TE. Ang Retrotransposon L1 (Elemento ng LINE) ay naglalaman, tulad ng mga endogenous na retrovirus, reversetase (RTase), endonuclease at potensyal na may kakayahang magdala ng mga di-autonomous (Alu, SVA, atbp.) na mga retroelement; Ang pagpapatahimik ng L1/katulad na mga elemento ay nangyayari bilang resulta ng methylation sa mga site ng CpG. Tandaan na kabilang sa mga CpG site ng genome, ang mga isla ng CpG ng mga gene promoter ay mahinang na-methylated, at ang 5-methylcytosine mismo ay isang potensyal na mutagenic base na na-deaminate sa thymine (chemically, o kasama ng RNA/(DNA) editing, DNA. pagkukumpuni); gayunpaman, ang ilan sa mga isla ng CpG ay napapailalim sa labis na aberrant methylation na sinamahan ng suppressor gene repression at cancer development. Susunod: Ang RNA-binding protein na naka-encode ng L1, na nakikipag-ugnayan sa mga protinang AGO2 (ng Argo-naute family) at FMRP (fragile mental retardation, effector RISC-complex protein), ay nagtataguyod ng paggalaw ng elemento ng L1 - na nagpapahiwatig ng posibleng mutual na regulasyon ng mga system RNAi at mga retroposisyon ng mga elemento ng LINE ng tao. Mahalaga, sa partikular, na ang pag-uulit ng Alu ay maaaring lumipat sa rehiyon ng puwang ng intron/exon ng mga gene.
Ang mga ito at katulad na mga mekanismo ay maaaring mapahusay ang pathological plasticity ng tumor cell genome. Ang pagsugpo sa RTase (naka-encode, tulad ng endonuclease, ng mga elemento ng L1; Ang RTase ay naka-encode din ng mga endogenous retrovirus) ng mekanismo ng RNAi ay sinamahan ng pagbaba ng paglaganap at pagtaas ng pagkita ng kaibahan sa isang bilang ng mga linya ng selula ng kanser. Sa pagpapakilala ng elemento ng L1 sa isang proto-oncogene o isang suppressor gene, naobserbahan ang mga double-strand break ng DNA. Sa mga tisyu ng germline (mga daga/tao), ang antas ng L1 expression ay tumataas, at ang methylation nito ay nakasalalay sa piRNAs-(26-30-bp) -nauugnay na silencing system, kung saan ang mga protina ng PIWI ay mga variant ng malaking pamilya ng Argo -naute proteins, mutations kung saan humantong sa demethylation/derepression ng L1/tulad ng mga elemento na may mahabang pag-uulit ng terminal. Ang mga silencing pathway ng mga rasiRNA ay nauugnay sa mga protina ng PIWI sa mas malaking lawak kaysa sa mga protina ng Dicer-1/2 at Ago. Ang piRNAs/siRNAs-mediated silencing pathways ay naisasakatuparan sa pamamagitan ng intranuclear body na naglalaman ng malalaking evolutionarily conserved multiprotein PcG complexes, na ang mga function ay madalas na may kapansanan sa mga tumor cells. Ang mga complex na ito ay may pananagutan para sa pangmatagalang pagkilos (sa pamamagitan ng higit sa 10 kb, sa pagitan ng mga chromosome) at kinokontrol ang kumpol ng mga HOX gene na responsable para sa plano ng katawan.
Ang mga bagong prinsipyo ng antisense therapy ay maaaring mabuo na isinasaalang-alang ang kaalaman sa higit na tiyak (kaysa sa histone-modifying inhibitors ng DNA/protein methylation) antitumor epigenomic agent, ang mga pangunahing prinsipyo ng epigenomic RNA silencing, at ang papel ng maliliit na RNA sa carcinogenesis.
Micro-RNA sa Oncology
Ito ay kilala na ang isang pagtaas sa paglaki ng tumor at metastasis ay maaaring sinamahan ng isang pagtaas sa ilan at isang pagbawas sa pagpapahayag ng iba pang mga indibidwal / hanay ng mga miRNA (Talahanayan 1). Ang ilan sa kanila ay maaaring magkaroon ng isang sanhi ng papel sa oncogenesis; at kahit na ang parehong mga miRNA (tulad ng miR-21/-24) sa iba't ibang mga selula ng tumor ay maaaring magpakita ng parehong oncogenic at suppressive na mga katangian. Ang bawat uri ng mga malignant na tumor ng tao ay malinaw na nakikilala sa pamamagitan ng "miRNA-imprint" nito, at ang ilang miRNA ay maaaring gumana bilang mga oncogenes, tumor suppressors, initiators ng cell migration, invasion, metastasis. Sa mga tissue na binago ng pathologically, madalas na matatagpuan ang isang pinababang bilang ng mga pangunahing miRNA, na malamang na kasama sa mga anti-cancer defense system. Ang mga miRNA (miRs) na kasangkot sa oncogenesis ay nabuo ang konsepto ng tinatawag na. "oncomirax": ginawang posible ng pagsusuri sa pagpapahayag ng higit sa 200 miRNA mula sa higit sa 1000 sample ng mga lymphoma at solidong kanser na matagumpay na maiuri ang mga tumor sa mga subtype ayon sa kanilang pinagmulan at yugto ng pagkita ng kaibahan. Ang mga pag-andar at papel ng mga miRNA ay matagumpay na pinag-aralan gamit ang: anti-miR oligonucleotides na binago (upang madagdagan ang buhay) sa 2'-O-methyl at 2'-O-methoxyethyl na grupo; pati na rin ang LNA oligonucleotides, kung saan ang mga atomo ng oxygen ng ribose sa mga posisyon 2 "at 4" ay konektado ng isang methylene bridge.
(Talahanayan 1)…………………….
Tumor | mga miRNA |
Kanser sa baga | 17-92 , hayaan-7↓ , 124a↓ , 126 ↓ , 143 ↓ , 145 ↓ , 155 , 191 , 205 , 210 |
Kanser sa mammary | 21 , 125b↓ , 145 ↓ , 155 |
Kanser sa prostate | 15a ↓ , 16-1 ↓ , 21 , 143 ↓ ,145 ↓ |
kanser sa bituka | 19a , 21 , 143 ↓ , 145 ↓ |
Kanser sa pancreas | 21 , 103 , 107 , 155 v |
kanser sa ovarian | 210 |
Talamak na lymphocytic leukemia | 15a ↓ , 16-1 ↓ , 16-2 , 23 b , 24-1 , 29 ↓ , 146 , 155 , 195 , 221 , 223 ↓ |
Talahanayan 1 .
miRNA na ang ekspresyon ay tumataas () o bumababa ( ↓ ) sa ilan sa mga mas karaniwang tumor kumpara sa mga normal na tisyu (tingnan din ang ).
Ito ay pinaniniwalaan na ang regulatory role ng pagpapahayag, paglaho, at pagpapalakas ng miRNA genes sa predisposition sa pagsisimula, paglaki, at pag-unlad ng karamihan sa mga tumor ay makabuluhan, at ang mga mutasyon sa miRNA/mRNA-target na mga pares ay naka-synchronize. Ang profile ng expression ng mga miRNA ay maaaring gamitin para sa pag-uuri, pagsusuri, at klinikal na pagbabala sa oncology. Maaaring makaapekto ang mga pagbabago sa expression ng miRNA sa cell cycle, ang survival program ng cell. Ang mga mutasyon ng mga miRNA sa stem at somatic cells (pati na rin ang pagpili ng mga polymorphic target na mRNA variant) ay maaaring mag-ambag sa, o kahit na gumaganap ng isang kritikal na papel sa, paglago, pag-unlad, at pathophysiology ng marami (kung hindi lahat) malignant neoplasms. Sa tulong ng mga miRNA, posible ang pagwawasto ng apoptosis.
Bilang karagdagan sa mga indibidwal na miRNA, ang kanilang mga kumpol ay natagpuan, na kumikilos bilang isang oncogene na naghihikayat sa pag-unlad, sa partikular, ng hematopoietic tissue cancer sa mga eksperimentong daga; Ang mga gen ng miRNA na may mga katangian ng oncogenic at suppressor ay maaaring matatagpuan sa parehong kumpol. Ang pagsusuri ng cluster ng mga profile ng expression ng miRNA sa mga tumor ay ginagawang posible upang matukoy ang pinagmulan nito (epithelium, hematopoietic tissue, atbp.) at pag-uri-uriin ang iba't ibang mga tumor ng parehong tissue na may hindi magkatulad na mga mekanismo ng pagbabago. miRNAs expression profiling ay maaaring isagawa gamit ang nano-/microarrays; ang katumpakan ng naturang pag-uuri, kapag binuo ang teknolohiya (na hindi madali), lumalabas na mas mataas kaysa sa paggamit ng mga profile ng mRNA. Ang ilan sa mga miRNA ay kasangkot sa pagkita ng kaibahan ng mga hematopoietic na selula (mouse, tao), na nagpapasimula ng pag-unlad ng mga selula ng kanser. Ang mga gene ng miRNA ng tao ay madalas na matatagpuan sa tinatawag na. Mga site na "marupok", mga lugar na may nangingibabaw na mga pagtanggal / pagpapasok, mga break ng punto, mga pagsasalin, mga transposisyon, mga rehiyong heterochromatin na minimally nabubura at pinalakas na kasangkot sa oncogenesis.
Angiogenesis . Ang papel ng mga miRNA sa angiogenesis ay malamang na makabuluhan. Ang isang pagtaas sa angiogenesis sa ilang Myc-activated human adenocarcinomas ay sinamahan ng isang pagbabago sa pattern ng pagpapahayag ng ilang mga miRNA, habang ang gene knockdown ng iba pang mga miRNA ay humantong sa isang pagpapahina at pagsugpo sa paglaki ng tumor. Ang paglaki ng tumor ay sinamahan ng mga mutasyon sa K-ras, Myc at TP53 genes, nadagdagan ang produksyon ng angiogenic VEGF factor at ang antas ng Myc-associated vascularization; habang ang mga antiangiogenic na kadahilanan na Tsp1 at CTGF ay pinigilan ng miR-17-92 at iba pang mga miRNA na nauugnay sa kumpol. Ang tumor angiogenesis at vascularization ay pinahusay (lalo na sa mga colonocytes) kapag ang dalawang oncogenes ay co-expressed sa isang mas malawak na lawak kaysa sa isa.
Ang neutralisasyon ng anti-angiogenic factor na LATS2, isang inhibitor ng animal cyclin-dependent kinase (CDK2; human/mouse), na may miRNAs-372/373 ("potensyal na oncogenes") ay nagpasigla sa paglaki ng testicular tumor nang hindi napinsala ang p53 gene.
Ang mga potensyal na modulator ng angiogenic properties (in-vitro/in-vivo) ay miR-221/222, na ang mga target, c-Kit receptors (iba pa), ay angiogenesis factor ng umbilical cord endothelial venous HUVEC cells, atbp. Ang mga miRNA at c- Nakikipag-ugnayan ang Kit bilang bahagi ng isang kumplikadong cycle na kumokontrol sa kakayahan ng mga endothelial cell na bumuo ng mga bagong capillary.
Talamak na lymphocytic leukemia (CLL). Sa B-cell chronic lymphocytic leukemia (CLL), ang isang pinababang antas ng pagpapahayag ng miR-15a/miR-16-1 genes (at iba pa) ay nabanggit sa 13q14 na rehiyon ng human chromosome - ang site ng pinakakaraniwang istruktura. anomalya (kabilang ang mga pagtanggal ng 30kb na rehiyon), bagaman ang genome ay nagpahayag ng daan-daang mga mature at pre-human na miRNA. Ang parehong mga miRNA na potensyal na epektibo sa tumor therapy ay naglalaman ng mga antisense na rehiyon ng anti-apoptotic na Bcl2 na protina, pinigilan ang labis na pagpapahayag nito, pinasigla ang apoptosis, ngunit halos / ganap na wala sa dalawang-katlo ng mga naliligaw na CLL cells. Ang mga madalas na mutasyon ng mga sunud-sunod na miRNA sa stem/somatic cells ay nakilala sa 11 sa 75 na mga pasyente (14.7%) na may predisposisyon ng pamilya sa CLL (hindi alam ang mode ng mana), ngunit hindi sa 160 malulusog na pasyente. Ang mga obserbasyong ito ay nagtataas ng mungkahi ng isang direktang pag-andar ng mga miRNA sa leukemogenesis. Sa kasalukuyan, hindi lahat ay alam tungkol sa kaugnayan sa pagitan ng mga antas ng expression ng gene ng miRNAs (at ang kanilang mga pag-andar) at iba pang mga gene sa mga normal/tumor cells.
DokumentoKaugnayan. Ang paglabag sa pag-andar ng facial nerve sa panahon ng operasyon sa parotid salivary gland ay isa sa mga kagyat na problema at tinutukoy pareho ng pagkalat ng sakit at ng isang makabuluhang dalas.
Dawson Church - ang henyo sa iyong mga gene epigenetic medicine at ang bagong biology ng intensyon www e - puzzle ru library book www e - puzzle ru library talaan ng mga nilalaman
AklatEtika ispiritwalidad oncology hiv p garyaev* isang enfi buod
DokumentoSinasalamin ng artikulong ito ang isang bagong pananaw sa problema ng oncology at impeksyon sa HIV sa liwanag ng Linguistic-Wave Genetics (LVG) at Essence Coding Theory (ESC) sa batayan ng Russian at iba pang socio-cultural realities.
Oncology Research Center at Anastasia Sergeevna Odintsova bagong regimens ng chemotherapy para sa advanced at paulit-ulit na cervical cancer 14 01 12 – oncology
Thesis4.4. Pagpapasiya ng uridinglucoronyltransferase isoenzyme gene (UGT1A1) sa serum ng dugo ng mga pasyenteng may cervical cancer na nakatanggap ng first-line chemotherapy na may irinotecan na may mga platinum derivatives 105
Ang mga maliliit na hairpin RNA o maikling hairpin RNA (shRNA short hairpin RNA, maliit na hairpin RNA) ay mga maiikling molekula ng RNA na bumubuo ng mga siksik na hairpin sa pangalawang istraktura. Maaaring gamitin ang ShRNA para i-off ang expression ... ... Wikipedia
RNA polymerase- mula sa isang T. aquaticus cell sa proseso ng pagtitiklop. Ang ilang mga elemento ng enzyme ay ginawang transparent, at ang RNA at DNA chain ay mas malinaw na nakikita. Ang Magnesium ion (dilaw) ay matatagpuan sa aktibong site ng enzyme. Ang RNA polymerase ay isang enzyme na nagdadala ng ... ... Wikipedia
Panghihimasok sa RNA- Paghahatid ng maliliit na hairpin RNA gamit ang isang lentivirus vector at ang mekanismo ng RNA interference sa mammalian cells RNA interference (isang ... Wikipedia
RNA gene Ang non-coding RNA (ncRNA) ay mga molekula ng RNA na hindi isinalin sa mga protina. Ang dating ginamit na kasingkahulugan, maliit na RNA (smRNA, maliit na RNA), ay kasalukuyang hindi ginagamit, dahil ang ilang di-coding na RNA ay maaaring maging napaka ... ... Wikipedia
Maliit na nuclear RNA- (snRNA, snRNA) isang klase ng mga RNA na matatagpuan sa nucleus ng mga eukaryotic cell. Ang mga ito ay na-transcribe ng RNA polymerase II o RNA polymerase III at kasangkot sa mahahalagang proseso tulad ng splicing (pag-alis ng mga intron mula sa immature mRNA), regulasyon ... Wikipedia
Maliit na nucleolar RNA- (snoRNA, English snoRNA) isang klase ng maliliit na RNA na kasangkot sa mga kemikal na pagbabago (methylation at pseudouridylation) ng mga ribosomal RNA, pati na rin ang mga tRNA at maliliit na nuclear RNA. Ayon sa klasipikasyon ng MeSH, ang mga maliliit na nucleolar RNA ay itinuturing na isang subgroup ... ... Wikipedia
maliit na nuklear (mababang molekular na timbang nuklear) RNA- Isang malawak na grupo (105 106) ng maliit na nuclear RNA (100 300 nucleotides), na nauugnay sa heterogenous nuclear RNA, ay bahagi ng maliliit na ribonucleoprotein granules ng nucleus; Ang M.n.RNA ay isang kinakailangang bahagi ng sistema ng splicing ... ...
maliliit na cytoplasmic RNA- Maliit (100-300 nucleotides) na mga molekula ng RNA na naisalokal sa cytoplasm, katulad ng maliit na nuclear RNA. [Arefiev V.A., Lisovenko L.A. English Russian explanatory dictionary of genetic terms 1995 407s.] Mga paksa genetics EN scyrpsmall cytoplasmic ... ... Handbook ng Teknikal na Tagasalin
maliit na nuclear RNA class U- Isang pangkat ng maliliit na nauugnay sa protina (mula 60 hanggang 400 nucleotides) na mga molekula ng RNA na bumubuo ng isang mahalagang bahagi ng mga nilalaman ng splice at kasangkot sa proseso ng excising introns; sa 4 sa 5 mahusay na pinag-aralan na uri ng Usn RNA U1, U2, U4 at U5 ng 5 ... ... Handbook ng Teknikal na Tagasalin
Mga biomarker ng RNA- * Mga biomarker ng RNA * Ang mga biomarker ng RNA ay isang malaking bilang ng mga transcript ng tao na hindi nagko-code para sa synthesis ng protina (nsbRNA o npcRNA). Sa karamihan ng mga kaso, ang maliliit (miRNA, snoRNA) at mahaba (antisense RNA, dsRNA, atbp.) na mga molekula ng RNA ay ... ... Genetics. encyclopedic Dictionary
Mga libro
- Bumili sa halagang 1877 UAH (Ukraine lang)
- Klinikal na genetika. Textbook (+CD), Bochkov Nikolai Pavlovich, Puzyrev Valery Pavlovich, Smirnikhina Svetlana Anatolyevna. Ang lahat ng mga kabanata ay binago at dinagdagan kaugnay ng pag-unlad ng medikal na agham at pagsasanay. Ang mga kabanata sa multifactorial na sakit, pag-iwas, paggamot ng mga namamana na sakit,...
Naniniwala ang mga siyentipiko na ang maling pagpapahayag ng maliliit na RNA ay isa sa mga sanhi ng maraming sakit na seryosong nakakaapekto sa kalusugan ng maraming tao sa buong mundo. Kabilang sa mga naturang sakit ay cardiovascular 23 at oncological 24 . Tulad ng para sa huli, hindi ito nakakagulat: ang kanser ay nagpapahiwatig ng mga anomalya sa pag-unlad ng mga selula at sa kanilang kapalaran, at ang mga maliliit na RNA ay may mahalagang papel sa mga kaukulang proseso. Narito ang isa sa mga pinakamahalagang halimbawa ng malaking epekto ng maliliit na RNA sa katawan sa kanser. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang malignant na tumor, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi tamang pagpapahayag ng mga gene na kumikilos sa panahon ng paunang pag-unlad ng organismo, at hindi sa postnatal period. Ito ay isang uri ng childhood brain tumor na karaniwang lumalabas bago ang edad na dalawa. Sa kasamaang palad, ito ay isang napaka-agresibong uri ng kanser, at ang pagbabala dito ay hindi kanais-nais kahit na may masinsinang paggamot. Ang proseso ng oncological ay bubuo bilang isang resulta ng hindi tamang pamamahagi ng genetic na materyal sa mga selula ng utak. Ang isang promoter na karaniwang nagdudulot ng malakas na pagpapahayag ng isa sa mga protina-coding na gene ay sumasailalim sa recombination sa isang partikular na kumpol ng maliliit na RNA. Pagkatapos, ang buong rearranged region na ito ay pinalaki: sa madaling salita, maraming kopya nito ang nalilikha sa genome. Dahil dito, ang mga maliliit na RNA na matatagpuan sa "downstream" kaysa sa inilipat na tagataguyod ay ipinahayag nang higit pa kaysa sa nararapat. Ang antas ng nilalaman ng mga aktibong maliliit na RNA ay humigit-kumulang 150-1000 beses na mas mataas kaysa sa pamantayan.
kanin. 18.3. Ang mga maliliit na RNA na pinagana ng alkohol ay maaaring magbigkis sa mga messenger RNA na hindi nakakaapekto sa resistensya ng katawan sa alkohol. Ngunit ang mga maliliit na RNA na ito ay hindi nagbubuklod sa mga molekula ng messenger RNA na nagtataguyod ng gayong pagtutol. Ito ay humahantong sa isang kamag-anak na pamamayani ng proporsyon ng messenger RNA molecule na nag-encode ng mga variation ng protina na nauugnay sa paglaban sa alkohol.
Ang cluster na ito ay nag-encode ng higit sa 40 iba't ibang maliliit na RNA. Sa totoo lang, ito sa pangkalahatan ang pinakamalaki sa gayong mga kumpol na mayroon ang mga primata. Ito ay karaniwang ipinahayag lamang sa isang maagang yugto ng pag-unlad ng tao, sa unang 8 linggo ng buhay ng embryonic. Ang malakas na pag-activate nito sa utak ng sanggol ay humahantong sa isang sakuna na epekto sa genetic expression. Ang isang kahihinatnan ay ang pagpapahayag ng isang epigenetic na protina na nagdaragdag ng mga pagbabago sa DNA. Ito ay humahantong sa malawak na mga pagbabago sa buong pattern ng methylation ng DNA, at samakatuwid ay sa abnormal na pagpapahayag ng lahat ng uri ng mga gene, na marami sa mga ito ay dapat lamang ipahayag kapag nahati ang mga wala pa sa gulang na selula ng utak sa mga unang yugto ng pag-unlad ng isang organismo. Ito ay kung paano inilunsad ang programa ng kanser sa mga selula ng sanggol 25 .
Ang magkatulad na komunikasyon sa pagitan ng maliliit na RNA at ng epigenetic hardware ng cell ay maaaring magkaroon ng malaking epekto sa iba pang mga sitwasyon kapag ang mga cell ay nagkakaroon ng predisposition sa cancer. Ang mekanismong ito ay malamang na humahantong sa ang katunayan na ang epekto ng pagkagambala ng maliit na RNA expression ay pinahusay sa pamamagitan ng pagbabago ng epigenetic modification na ipinadala sa mga cell ng anak na babae mula sa ina. Sa ganitong paraan, maaaring mabuo ang isang pamamaraan ng mga potensyal na mapanganib na pagbabago sa kalikasan ng pagpapahayag ng gene.
Sa ngayon, ang mga siyentipiko ay hindi naisip ang lahat ng mga yugto ng pakikipag-ugnayan ng mga maliliit na RNA na may mga prosesong epigenetic, ngunit ang ilang mga pahiwatig tungkol sa mga tampok ng kung ano ang nangyayari ay nakuha pa rin. Halimbawa, lumabas na ang isang partikular na klase ng maliliit na RNA na nagpapataas sa pagiging agresibo ng kanser sa suso ay nagta-target ng ilang enzyme sa mga messenger RNA na nag-aalis ng mga pangunahing pagbabago sa epigenetic. Binabago nito ang pattern ng epigenetic modifications sa cancer cell at lalong nakakagambala sa genetic expression 26 .
Maraming uri ng kanser ang mahirap subaybayan sa isang pasyente. Maaaring maganap ang mga proseso ng oncological sa mga lugar na mahirap maabot, na nagpapalubha sa pamamaraan ng sampling. Sa ganitong mga kaso, hindi madali para sa doktor na subaybayan ang pag-unlad ng proseso ng kanser at ang tugon sa paggamot. Kadalasan, ang mga manggagamot ay napipilitang umasa sa hindi direktang mga sukat - sabihin, sa isang tomographic scan ng isang tumor. Ang ilang mga mananaliksik ay naniniwala na ang maliliit na molekula ng RNA ay maaaring makatulong na lumikha ng isang bagong pamamaraan para sa pagsubaybay sa pag-unlad ng isang tumor, na ginagawang posible ring pag-aralan ang pinagmulan nito. Kapag namatay ang mga selula ng kanser, ang mga maliliit na RNA ay umalis sa selula kapag ito ay pumutok. Ang maliliit na junk molecule na ito ay kadalasang bumubuo ng mga complex na may cellular proteins o binabalot ang kanilang mga sarili sa mga fragment ng cell membranes. Dahil dito, ang mga ito ay napaka-stable sa mga likido sa katawan, na nangangahulugan na ang mga naturang RNA ay maaaring ihiwalay at masuri. Dahil ang kanilang mga bilang ay maliit, ang mga mananaliksik ay kailangang gumamit ng napakasensitibong pamamaraan ng pagsusuri. Gayunpaman, walang imposible dito: ang sensitivity ng nucleic acid sequencing ay patuloy na tumataas 27 . Nai-publish ang data na nagpapatunay sa pangako ng diskarteng ito kaugnay ng kanser sa suso 28 , kanser sa ovarian 29 at ilang iba pang mga sakit na oncological. Ang pagsusuri sa mga nagpapalipat-lipat na maliliit na RNA sa mga pasyente ng kanser sa baga ay nagpakita na ang mga RNA na ito ay nakakatulong na makilala ang pagitan ng mga pasyente na may nag-iisa na lung nodule (na hindi nangangailangan ng therapy) at mga pasyente na nagkakaroon ng malignant na tumor nodules (na nangangailangan ng paggamot) 30 .
), na pumipigil sa pagsasalin ng mRNA sa mga ribosom sa protina na na-encode nito. Sa huli, ang epekto ng maliliit na nakakasagabal na RNA ay magkapareho sa simpleng pagbabawas ng expression ng gene.
Ang mga maliliit na nakakasagabal na RNA ay natuklasan noong 1999 ng grupo ni David Baulcombe sa UK bilang isang bahagi ng post-transcriptional gene silencing system sa mga halaman (eng. PTGS, post-transcriptional gene silencing). Inilathala ng grupo ang kanilang mga natuklasan sa journal Science.
Maaaring pataasin ng mga double-stranded na RNA ang expression ng gene sa pamamagitan ng mekanismong tinatawag na RNA-dependent gene activation. RNAa, maliit na RNA-induced gene activation). Ipinakita na ang mga double-stranded na RNA na pantulong sa mga promotor ng mga target na gene ay nagdudulot ng pag-activate ng kaukulang mga gene. Ang pag-activate na umaasa sa RNA sa pangangasiwa ng mga sintetikong double-stranded na RNA ay ipinakita sa mga selula ng tao. Hindi alam kung ang isang katulad na sistema ay umiiral sa mga selula ng iba pang mga organismo.
Gamit ang kakayahang i-off ang mahalagang anumang gene sa kalooban, ang interference ng RNA batay sa maliliit na nakakasagabal na RNA ay nakabuo ng napakalaking interes sa basic at inilapat na biology. Ang bilang ng malawak na saklaw na RNAi-based assays upang matukoy ang mahahalagang gene sa mga biochemical pathway ay patuloy na lumalaki. Dahil ang pag-unlad ng mga sakit ay tinutukoy din ng aktibidad ng mga gene, inaasahan na sa ilang mga kaso, ang pag-off ng isang gene gamit ang maliit na nakakasagabal na RNA ay maaaring magkaroon ng therapeutic effect.
Gayunpaman, ang paggamit ng interference ng RNA batay sa maliliit na nakakasagabal na RNA sa mga hayop, at lalo na sa mga tao, ay nahaharap sa maraming paghihirap. Ipinakita ng mga eksperimento na ang pagiging epektibo ng maliliit na nakakasagabal na RNA ay iba para sa iba't ibang uri ng mga cell: ang ilang mga cell ay madaling tumugon sa pagkilos ng maliliit na nakakasagabal na mga RNA at nagpapakita ng pagbaba sa expression ng gene, habang sa iba ay hindi ito sinusunod, sa kabila ng epektibong paglipat. Ang mga dahilan para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay hindi pa rin naiintindihan.
Ang mga resulta ng mga pagsubok sa unang yugto ng unang dalawang RNAi therapeutic na gamot (inilaan para sa paggamot ng macular degeneration), na inilathala noong katapusan ng 2005, ay nagpapakita na ang mga gamot na batay sa maliliit na nakakasagabal na RNA ay madaling pinahihintulutan ng mga pasyente at may mga katanggap-tanggap na pharmacokinetic na katangian.
Ang mga paunang klinikal na pagsubok ng mga maliliit na nakakasagabal na RNA na nagta-target sa Ebola virus ay nagpapahiwatig na ang mga ito ay maaaring maging epektibo para sa post-exposure prophylaxis ng sakit. Pinahintulutan ng gamot na ito ang kaligtasan ng buong pangkat ng mga eksperimentong primata na nakatanggap ng nakamamatay na dosis ng Zairean Ebolavirus.
