北京时间10月7日下午，2024年诺贝尔生理学或医学奖在瑞典揭晓。奖项授予维克多·安布罗斯（Victor Ambros）和加里·鲁弗肯（Gary Ruvkun），以表彰他们在发现微RNA（microRNA）以及探索其在转录后基因调控中所起作用的贡献。
最近，Science China Life Sciences (《中国科学: 生命科学》英文版)在线发表Insight文章，对微RNA的发现历史与其机制以及重要的生物学功能进行了总结。
20世纪90年代初，安布罗斯与鲁弗肯在研究线虫时发现了首个名为lin-4的microRNA，它能够对另一个基因lin-14进行调控，让线虫的皮肤变得光滑或是皱褶。2000年，鲁弗肯发现了第二个microRNA“let-7”，并证明它在动物界中高度保守，表明microRNA是一种广泛存在的调控机制。
RNA在遗传信息的表达中发挥着重要的功能。细胞核的DNA中储存着生命的“密码”，这些遗传信息通过转录被复制到“信使”RNA（mRNA）中并被带到细胞质，在那里进行蛋白质的合成。不同于mRNA，microRNA是一类长度仅约20个核苷酸的小RNA（small RNA）分子，它并不直接参与蛋白质的合成，而是通过调控mRNA影响其他基因的表达。
得益于安布罗斯和鲁弗肯的开创性工作，如今，人们已经在包括人在内的许多物种中发现了超过10,000种的microRNA，它们在胚胎发育、血细胞分化、肌肉功能、病毒感染和癌症等生物学过程中都发挥了不可或缺的作用。此外，多种起重要调控作用的其他种类的小RNA也被发现。30年来，microRNA的产生，生物功能和作用机制被不断揭示，而且很多新的实验现象也陆续被发现。
论文对microRNA领域的发展进行了总结和展望。例如，有报导发现microRNA涉及到将亲代获得的性状遗传给后代的过程中。然而，特定microRNA选择和转运到目标位置的具体机制还需要进一步研究。目前尚不清楚有多少经典的microRNA机制参与了这些过程。尽管敲除许多单个microRNA只会导致微妙的表型变化，但开发新技术以在活细胞中时空追踪microRNA可能有助于解决这些争议。
图1 microRNAs的生物合成和功能
microRNA研究已从实验室迅速进展到临床阶段，由于microRNA能在血液中稳定存在，它们有潜力作为心血管疾病诊断和其他疾病发生与发展的生物标志物。目前基于microRNA的药物面临的最大挑战是为每种疾病确定最佳的microRNA治疗靶标。其他的挑战还包括药物稳定性、递送效率、目标特异性和错靶效应。甲基化和LNA技术等化学修饰可以增强药物稳定性并延长其半衰期。脂质纳米颗粒等封装技术也可以提高药物分子的递送效率。然而，鉴于siRNA药物的成功开发，寻找更专业的应用场景可能是microRNA研究者下一个努力的方向。
microRNA的发现具有重大意义，并且有望成为检测和治疗各种疾病的关键工具。正在进行的研究不断揭示新的应用，推动个性化和精准医疗的进步。随着我们对microRNA理解的深入，预计会出现更多针对性的治疗方法和诊断工具，从而带来更有效的治疗和改善患者的预后。将基于microRNA的治疗方法与当前医疗实践相结合，是一个充满希望的领域，有可能彻底改变医疗保健。
新技术，包括高通量筛选、超分辨率显微镜、单分子成像和CRISPR-Cas9筛选，不断揭示microRNA机器和分子动力学的基本信息。先进的RNA富集和测序方法将促进新microRNA及其修饰变体的发现，揭示额外隐藏的遗传和生化信息。阐明microRNA底物和靶标是如何从转录组中被选择并受到生物合成和周转的多级调控，将继续有助于对microRNA的调控、功能和应用的理解。
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