2024年诺贝尔生理学或医学奖：微小RNA虽小，但不可小觑
一年一度、备受瞩目的诺贝尔奖，今年照例率先公布了生理学或医学奖获奖名单。据新华社报道，瑞典卡罗琳医学院宣布，美国科学家维克托·安布罗斯和加里·鲁夫坎因发现微小核糖核酸（简称微RNA）及其在转录后基因调控中的作用而获得2024年诺贝尔生理学或医学奖。
一、什么是微小RNA
微小 RNA 是一类在基因调控中发挥关键作用的小型RNA分子。更具体的说，生物体内的核糖核酸（RNA）分为两种：一种是参与编码蛋白质的RNA，能指导合成蛋白质的信使 RNA；另一种是不能编码蛋白质的 RNA，即非编(biān)码(mǎ) RNA。miRNA 正(zhèng)是(shì)非(fēi)编(biān)码(mǎ) RNA 中(zhōng)的(de)一(yī)种(zhǒng)。由(yóu)于(yú)它(tā)的(de)长(zhǎng)度(dù)很(hěn)短(duǎn)，仅(jǐn)有(yǒu)21-23个(gè)核(hé)苷(gān)酸(suān)组(zǔ)成(chéng)，因(yīn)此(cǐ)被(bèi)称(chēng)作(zuò)微(wēi)小(xiǎo) RNA（miRNA）。miRNA 通(tōng)过(guò)与(yǔ)靶(bǎ) mRNA 的(de)互(hù)补(bǔ)配(pèi)对(duì)而(ér)在(zài)转(zhuǎn)录(lù)后水平上对基因的表达进行负调控，导致 mRNA 的降解或翻译抑制。
那么，普通公众如何来理解呢？先用形象比喻的方法来科普一下microRNA，看看它在基因表达调控中到底是一个什么样的角色。
首先，我们要先来梳理好DNA、mRNA、microRNA之间的作用关系。我们不妨来做这样一个比喻，我们身体细胞中的核糖体就像古代的御膳房，需要各种各样的厨师，做出各种口味的食物，才能满足皇帝的各种需求。
所以，御膳房大总管制定了一本庞大的食谱书（DNA），他每天给厨师们下达指令去做各种菜肴（蛋白质），而RNA就是负责传达各种指令的跑腿小太监，他负责将这本食谱书的某一页抄写下来(lái)并(bìng)告(gào)诉厨师们具体要做什么餐，这被抄写出来的这一页食谱就是mRNA。
由于责任重大了，御膳房大总管怕厨师们干不好，就派遣了很多“小监工”来监督(dū)和(hé)调(diào)控(kòng)厨(chú)师(shī)们(men)的(de)工(gōng)作(zuò)效(xiào)率(lǜ)，而(ér)microRNA就(jiù)是(shì)这(zhè)些(xiē)“小(xiǎo)监(jiān)工(gōng)”。
接(jiē)着(zhe)，让(ràng)我(wǒ)们(men)看(kàn)看(kàn)“小(xiǎo)监(jiān)工”（microRNA）在基因表达调控中如何相互配合进行工作的。
01 下指令
皇帝的需求总是变来变去，有时候让下面干活的人无所适从。比如，御膳房大总管突然(rán)说(shuō)，今(jīn)天(tiān)需(xū)要(yào)减(jiǎn)少(shǎo)某(mǒu)类(lèi)菜(cài)肴(yáo)的(de)制(zhì)作(zuò)，“小(xiǎo)监(jiān)工(gōng)”microRNA快(kuài)马(mǎ)加(jiā)鞭(biān)，就(jiù)拿(ná)着(zhe)“减(jiǎn)量(liàng)”指(zhǐ)令(lìng)牌(pái)，找(zhǎo)到(dào)负(fù)责(zé)制(zhì)作(zuò)这(zhè)类(lèi)菜(cài)肴(yáo)的(de)厨(chú)师(shī)们(men)，告(gào)诉(su)他(tā)们(men)：快(kuài)快停工，快快减量！减少某个蛋白质的合成量！
02 贴封条
可是有一些厨师们不听指挥。有一些厨师们还大声(shēng)嚷(rǎng)嚷(rǎng)，我(wǒ)们都收到跑腿小太监（RNA）下发的菜谱了，我们的职责就是：收到菜谱，立刻炒菜！“小监工”microRNA可没商量余地，二话不说，直接拿出“封条”把那些不听话的厨师们当场封杀。
“小监工”microRNA一边贴封条，一边向更多的厨师们叫嚷：赶紧的！把RNA下发的菜谱收起来了，别看菜谱了，一看菜谱，就想炒菜，你们这帮家伙，不用脑子吗？实在不行，把耳朵竖起来，听听指令！
03 半路杀
有时候，“小监工”microRNA比我们预想的还要简单粗暴，他们懒得去找厨师们费口舌了，直接在半路截住跑腿小太监，把“菜谱”直接撕毁，“没了菜谱，看你们还怎么炒菜！”。当然，学术一点，这个叫促进mRNA的降解。通过这样的调控，microRNA帮助大总管维持平衡，不会生产过多(duō)或(huò)过(guò)少(shǎo)的(de)菜(cài)肴(yáo)。如(rú)果(guǒ)microRNA工(gōng)作(zuò)不(bù)正(zhèng)常(cháng)，可(kě)能(néng)会(huì)导(dǎo)致(zhì)工(gōng)厂(chǎng)混(hùn)乱(luàn)，比(bǐ)如(rú)生(shēng)产(chǎn)了(le)太(tài)多(duō)不(bù)需(xū)要(yào)的产品或者太少重要的产品，这就像是身体出现了疾病。所以，microRNA就像是身体工厂中的小小调节器，它们虽然体积小，但作用大。microRNA通过这种方式调节细胞内mRNA的数量和活性，从而精细调控基因表达，它们可以影响细胞生长、分化和代谢等多种生物过程。
神奇的是，单个microRNA可以调节许多不同的基因的表达，反之，单个基因(yīn)可(kě)以(yǐ)被(bèi)多(duō)个(gè)microRNA调(diào)节(jié)，从(cóng)而(ér)协(xié)调(diào)和(hé)微(wēi)调(diào)整(zhěng)个(gè)基(jī)因(yīn)网(wǎng)络(luò)，确(què)保(bǎo)我(wǒ)们(men)的(de)身(shēn)体(tǐ)能(néng)够(gòu)健(jiàn)康(kāng)、有(yǒu)序(xù)地(de)运(yùn)作(zuò)。
二(èr)、医(yī)学(xué)应(yīng)用(yòng)前(qián)景(jǐng)
1、基(jī)因(yīn)调(diào)控(kòng)：
microRNA不(bù)编(biān)码(mǎ)蛋(dàn)白(bái)质，而是通过调控其(qí)他(tā)基因的表达来发挥作用。它们主要在转录后水平上调节基因表达，这意味着它们影响的是mRNA的稳定性和翻译过程，而不是mRNA的合成。
2、作用机制：
microRNA通常与目标mRNA分子的互补序列结合，这通常导致mRNA的降解或者抑制其翻译成蛋白质。这种调控可以减少特定蛋白质的产生，从而影响细胞的行为和功能。
3、多样性：
在多种生物中，包括植物、动物和某些病毒，都发现了microRNA。它们在不同的生物过程中起着重要作用，如发育、细胞分化和疾病发生等。
4、生物学功能：
microRNA参与许多生物学过程，包括细胞增殖、分化、凋亡（程序性细胞死(sǐ)亡(wáng)）和(hé)免(miǎn)疫(yì)反(fǎn)应(yīng)。它(tā)们(men)通(tōng)过(guò)调(diào)控(kòng)多(duō)个(gè)基(jī)因(yīn)的(de)网(wǎng)络(luò)，对(duì)细(xì)胞(bāo)表(biǎo)型(xíng)和(hé)生(shēng)物(wù)体(tǐ)的(de)生理状态产生广泛影响。
5、疾(jí)病(bìng)相(xiāng)关性(xìng)：
没(méi)有(yǒu)microRNA，细(xì)胞和组织就无法正常发育。microRNA的异常调节会导致癌症，并且在人类中发现了编码microRNA的基因突变，导致先天性听力损失、眼睛和骨骼疾病、心血管疾病、代谢性疾病、免疫系统疾病、肝脏肾脏疾病等等。
因此，microRNA检测(cè)在(zài)临(lín)床(chuáng)上(shàng)的应用前景是积极和乐观的，它(tā)有(yǒu)望(wàng)在(zài)癌(ái)症(zhèng)等(děng)多(duō)种(zhǒng)疾(jí)病(bìng)的(de)诊(zhěn)疗(liáo)指(zhǐ)导(dǎo)中(zhōng)发(fā)挥(huī)重(zhòng)要(yào)作(zuò)用(yòng)。随(suí)着(zhe)研(yán)究(jiū)的(de)深(shēn)入(rù)和(hé)技(jì)术(shù)的(de)进(jìn)步(bù)，microRNA检(jiǎn)测(cè)有(yǒu)望(wàng)成(chéng)为(wèi)临(lín)床(chuáng)实(shí)践(jiàn)中(zhōng)不(bù)可(kě)或缺的一部分，为疾病诊断和治疗提供了新的策略。