Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran tahun 2024 telah diberikan bersama kepada Victor Ambros dan Gary Ruvkun “atas penemuan microRNA dan perannya dalam regulasi gen pasca-transkripsi”.
MikroRNA (miRNA) termasuk dalam keluarga molekul RNA untai tunggal non-coding kecil yang bertanggung jawab untuk mengatur ekspresi gen pada tumbuhan, hewan, dan beberapa virus. miRNA telah dipelajari secara ekstensif selama dua dekade terakhir untuk perannya dalam berbagai proses seluler seperti diferensiasi, homeostasis metabolik, proliferasi dan apoptosis.
miRNA berfungsi dengan mengikat ujung 3' dari messenger RNA (mRNA), sehingga bertindak sebagai penekan translasi atau dengan berinteraksi dengan ujung 5' yang berperan dalam regulasi transkripsi. Semua ini terjadi di sitoplasma sel dan memiliki implikasi langsung pada jenis dan jumlah protein yang dibuat sel.
miRNA pertama, Lin-4, ditemukan pada tahun 1993 pada nematoda Caenorhabditis elegans.
miRNA biasanya memiliki panjang 18–25 nukleotida. MiRNA berasal dari prekursor yang lebih panjang, yaitu RNA untai ganda yang disebut pri-miRNA. Proses biogenesis terjadi di dalam nukleus dan sitoplasma, di mana pri-miRNA membentuk struktur mirip jepit rambut yang dikenali dan dibelah oleh Mikroprosesor, kompleks heterodimer yang dibentuk oleh DROSHA dan DGCR8 yang membelah pri-miRNA menjadi pre-miRNA. Pre-miRNA kemudian diekspor ke sitoplasma, di mana miRNA akhirnya diproses untuk membentuk miRNA.
miRNA memainkan peran penting dalam perkembangan organisme dengan mengatur gen dan protein sejak embriogenesis hingga perkembangan organ dan sistem organ, sehingga memainkan peran yang sangat penting dalam menjaga homeostasis seluler. Sementara miRNA intraseluler berperan dalam regulasi transkripsi/translasi, miRNA ekstraseluler berfungsi sebagai pembawa pesan kimiawi untuk memediasi komunikasi sel-ke-sel. Disregulasi miRNA telah dikaitkan dengan berbagai penyakit seperti kanker (miRNA bertindak sebagai aktivator dan represor gen), gangguan neurodegeneratif, dan penyakit kardiovaskular. Memahami dan menjelaskan perubahan dalam profil ekspresi miRNA dapat mengarah pada penemuan biomarker baru dengan pendekatan terapeutik baru yang bersamaan untuk pencegahan penyakit. miRNA juga memainkan peran penting dalam perkembangan dan patogenesis infeksi yang disebabkan oleh mikroorganisme seperti bakteri dan virus dengan mengatur gen sistem imun untuk meningkatkan respons yang efektif terhadap penyakit.
Pentingnya dan peran yang dimainkan oleh miRNA menuntut penyelidikan dan penelitian lebih lanjut yang digabungkan dengan integrasi data genomik, transkriptomik, dan/atau proteomik, akan meningkatkan pemahaman mekanistik kita tentang interaksi seluler dan penyakit. Hal ini dapat mengarah pada pengembangan terapi berbasis miRNA baru dengan memanfaatkan miRNA sebagai aktimir (memanfaatkan miRNA sebagai aktivator untuk penggantian miRNA yang telah bermutasi atau dihapus) dan antagomir (memanfaatkan miRNA sebagai antagonis jika terjadi peningkatan regulasi abnormal mRNA tersebut) untuk penyakit manusia dan hewan yang umum dan baru muncul.
***
Referensi
- NobelPrize.org. Siaran pers – Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran 2024. Diposting pada 7 Oktober 2024. Tersedia di https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2024/press-release/
- Clairea T, Lamarthée B, Anglicheau D. MicroRNAs: molekul kecil, efek besar, Pendapat Terkini dalam Transplantasi Organ: Februari 2021 – Volume 26 – Edisi 1 – hlm 10-16. DOI: https://doi.org/10.1097/MOT.0000000000000835
- Ambros V. Fungsi microRNA hewan. Alam. 2004, 431 (7006): 350–5. DOI: https://doi.org/10.1038/nature02871
- Bartel DP. MicroRNAs: genomik, biogenesis, mekanisme, dan fungsi. Sel. 2004, 116 (2): 281–97. DOI: https://10.1016/S0092-8674(04)00045-5
- Jansson MD dan Lund AH MicroRNA dan Kanker. Onkologi Molekuler. 2012, 6 (6): 590-610. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molonc.2012.09.006
- Bhaskaran M, Mohan M. MicroRNA: sejarah, biogenesis, dan perannya yang terus berkembang dalam perkembangan dan penyakit hewan. Vet Pathol. 2014;51(4):759-774. DOI: https://doi.org/10.1177/0300985813502820
- Bernstein E, Kim SY, Carmell MA, dkk. Dicer sangat penting untuk perkembangan tikus. Nat Genet. 2003; 35:215–217. DOI: https://doi.org/10.1038/ng1253
- Kloosterman WP, Plasterk RH. Berbagai fungsi mikro-RNA dalam perkembangan dan penyakit hewan. Dev Cell. 2006; 11:441–450. DOI: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2006.09.009
- Wienholds E, Koudijs MJ, van Eeden FJM, dkk. Enzim Dicer1 yang memproduksi microRNA sangat penting untuk pengembangan ikan zebra. Nat Genet. 2003; 35:217–218. DOI: https://doi.org/10.1038/ng125
- O'Brien J, Hayder H, Zayed Y, Peng C. Tinjauan Umum Biogenesis, Mekanisme Kerja, dan Sirkulasi MikroRNA. Front Endocrinol (Lausanne). 2018 Agustus 3;9:402. DOI: https://doi.org/10.3389/fendo.2018.00402
***
Artikel terkait
microRNAs: Pemahaman Baru tentang Mekanisme Aksi pada Infeksi Virus dan Signifikansinya (15 Februari 2021)
***
