Nie jest to pierwsza Nagroda Nobla za badania związane z działaniem tego najkrótszego i najpóźniej odkrytego kwasu rybonukleinowego. W 2006 roku Nagrodę Nobla za odkrycie „zjawiska interferencji RNA czyli wyciszania aktywności genów przez dwuniciowy RNA” otrzymali Andrew Z. Fire i Craig C. Mello. Chociaż wówczas zwrot mikroRNA nie pojawił się w tym jednozdaniowym opisie osiągnięcia naukowego, dokonania poprzednich i tegorocznych Noblistów łączy ten sam rodzaj kwasu rybonukleinowego – mikroRNA (znany także jako miRNA lub µRNA).
Od lat wiadomo, że komórki danego organizmu, w tym organizmu ludzkiego, mają ten sam zestaw genów, ale różnią się budową i funkcją, a to dlatego że w komórkach aktywność genów jest regulowana w bardzo zróżnicowany sposób. Część z nich ulega aktywacji, a część wyciszeniu, tzn. że poziom białek kodowanych przez te geny jest różny w różnego rodzaju komórkach. Przez kilka dziesięcioleci uznawano, że za regulację aktywności genów odpowiadają tzw. czynniki transkrypcyjne, czyli białka zdolne do rozpoznawania określonych genów i odpowiedziane za stymulację lub hamowanie procesu ich transkrypcji. W ten sposób poziom różnych mRNA kodowanych przez różne geny jest zmienny i zróżnicowany, co prowadzi do zróżnicowanego poziomu białek syntezowanych w procesie translacji na matrycy owych cząsteczek mRNA.
W latach 80- i 90-tych XX wieku odkryto jednak inny mechanizm regulacji genów, działający już po transkrypcji, czyli posttranskrypcyjny, a nowymi regulatorami aktywności genów okazały nie białka, ale nieznane dotychczas, małe cząsteczki mikroRNA liczące od 21 do 25 nukleotydów. Dla porównania: znane wcześniej najkrótsze cząsteczki RNA (tRNA lub transportujące RNA) liczą od 75 do 95 nukleotyów. Cząsteczki mikroRNA wiążą się do powstających w procesie transkrypcji cząsteczek mRNA i aktywują kompleksy białek o nazwie RISC, zdolne do degradacji mRNA albo to zatrzymania procesu translacji. W obu przypadkach końcowy efekt jest taki sam: zahamowanie translacji i znaczące obniżenie poziomu białek powstających w tym procesie. Innymi słowy: komórki organizmów eukariotycznych (tzn. posiadających jądro komórkowe) mają system wyciszania genów, który może niszczyć ich własny mRNA oraz obniżać w sposób kontrolowany poziom białek powstających w procesie translacji. Warto dodać, że mechanizm, za pośrednictwem którego mikroRNA reguluje aktywność genów, powstał prawdopodobnie ok. miliarda lat temu, jako sposób zabezpieczenia pierwotnych komórek przed wirusami. Jedna z hipotez zakłada, że z czasem ten mechanizm wyciszania zaczął spełniać także inne funkcje, związane z regulacją ekspresji genów komórkowych.
Badania naukowe realizowane po roku 2006 potwierdziły, że mikroRNA i posttranskrypcyjna regulacja aktywności genów mają charakter uniwersalny i występują u wszystkich organizmów wielokomórkowych, chociaż początkowo modelowym organizmem był tylko mały, należący do nicieni, robak o nazwie Caenorhabditis elegans (krótko: C. elegans). W toku tych badań dowiedziono, że zaburzenia w procesie biogenezy cząsteczek mikroRNA mogą mieć znaczenie w etiologii wielu chorób, zaczynając od nowotworów, przez cukrzycę, choroby neurodegeneracyjne czy autoimmunologiczne. Dotychczas zidentyfikowano ponad 1000 różnych cząsteczek mikroRNA człowieka, które mogą regulować aktywność tysięcy naszych genów. Uważa się, że mikroRNA może hamować aktywność od 5000 do 12000 genów człowieka (to są tylko szacunkowe dane). Co więcej, jeden rodzaj mikroRNA może wiązać się do wielu różnych cząsteczek mRNA (nawet do 200), a do jednego określonego łańcucha mRNA może wiązać się kilka różnych mikroRNA.
Po roku 2006 zakres badań nad aktywnością i mechanizmem działania mikroRNA uległ znacznemu rozszerzeniu; pojawiły się nowe obserwacje dotyczące m.in. mechanizmu „eksportu” cząsteczek mikroRNA z jednej komórki do innych odległych tkanek i komórek. MikroRNA robią taki „desant” dzięki temu, że w komórce są pakowane do lipidowych pęcherzyków o nazwie egzosomy (ang. exosomes), a egzosomy są wydzielane na zewnątrz komórki oraz do krwioobiegu, skąd już tylko krok do wniknięcia do komórek-biorców. Mechanizm ten przypomina trochę sposób działania hormonów.
Nie jest więc przesadą stwierdzenie, że mikroRNA mają fundamentalne znaczenie dla rozwoju i funkcjonowania organizmów, w tym – organizmu człowieka. Nie można także wykluczyć, że najnowsze badania nad nowymi rodzajami RNA, innymi niż mikroRNA, zostaną w przyszłości uhonorowane kolejną Nagrodą Nobla.
