I microRNA (miRNA) sono piccole molecole di RNA non codificanti con una lunghezza compresa tra 18 e 25 nucleotidi. Svolgono un ruolo cruciale nella regolazione genica (epigenetica) inibendo la traduzione dell’RNA messaggero (mRNA) o promuovendone la degradazione. In questo modo influenzano numerosi processi cellulari, tra cui la crescita cellulare, la differenziazione, l’apoptosi e lo sviluppo.
Biosintesi dei microRNA
La biosintesi dei miRNA avviene in più fasi:
- Trascrizione: i miRNA vengono inizialmente trascritti come miRNA primario (pri-miRNA) dall’RNA polimerasi II o III.
- Elaborazione nel nucleo cellulare: l’enzima Drosha scinde il pri-miRNA in un precursore miRNA (pre-miRNA) lungo circa 70 nucleotidi.
- Trasporto nel citoplasma: il pre-miRNA viene trasportato nel citoplasma dall’exportina-5.
- Maturazione nel citoplasma: l’enzima Dicer trasforma il pre-miRNA in un duplex miRNA a doppio filamento lungo circa 22 nucleotidi.
- Integrazione nel complesso RISC: uno dei due filamenti viene integrato come filamento guida nel complesso di silenziamento indotto dall’RNA (RISC), mentre l’altro filamento viene degradato.
- Regolazione genica: il miRNA maturo si lega a sequenze complementari dell’mRNA bersaglio per inibirne la traduzione o avviarne la degradazione.
Funzioni e importanza
I miRNA sono coinvolti in molti processi biologici, tra cui:
- Sviluppo e differenziazione: regolano la specializzazione delle linee cellulari e lo sviluppo degli organi.
- Processi patologici: i miRNA sono associati al cancro, alle malattie neurodegenerative, alle malattie cardiovascolari e ad altre patologie.
- Risposta immunitaria: modulano le reazioni infiammatorie e il sistema immunitario.
Applicazioni nella medicina classica, olistica e nella ricerca
- Biomarcatori: i miRNA possono fungere da marcatori diagnostici per il cancro, le malattie neurodegenerative o le infezioni.
- Approcci terapeutici: i mimici dei miRNA (amplificazione della funzione dei miRNA) e gli antagomiR (inibizione della funzione dei miRNA) sono oggetto di studio come potenziali approcci terapeutici
- Modifica genomica: la manipolazione mirata dei miRNA può consentire in futuro una medicina e un intervento personalizzati.
Riferimenti
- Bartel, D. P. (2004). “MicroRNAs: Genomics, Biogenesis, Mechanism, and Function.” Cell, 116(2), 281-297.
- Ambros, V. (2001). “MicroRNAs: Tiny Regulators with Great Potential.” Cell, 107(7), 823-826.
- Krol, J., Loedige, I., & Filipowicz, W. (2010). “The widespread regulation of microRNA biogenesis, function and decay.” Nature Reviews Genetics, 11(9), 597-610.
I microRNA sono quindi regolatori essenziali dei processi biologici con un grande potenziale per lo stile di vita, la medicina e la biotecnologia.
Nel 2024 il Premio Nobel per la Medicina è stato assegnato ai ricercatori statunitensi Victor Ambros e Gary Ruvkun. Sono stati premiati per la loro scoperta dei microRNA e del loro ruolo nella regolazione genica. Queste piccole molecole di RNA sono fondamentali per il controllo dell’attività genica e influenzano numerosi processi biologici. I microRNA sono considerati I biomarcatori di nuova scoperta che esercitano un’influenza causale sul nostro organismo.
Victor Ambros è professore di medicina molecolare presso la University of Massachusetts Medical School, mentre Gary Ruvkun è professore presso la Harvard Medical School.
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2024/press-release/
Gli studi indicano che i fitonutrienti possono modulare l’espressione dei miRNA. Ciò significa che possono influenzare l’attività dei miRNA e quindi modificare l’espressione genica.
Questo meccanismo potrebbe spiegare come i fitonutrienti esercitano i loro effetti benefici sulla salute. Ad esempio, è stato dimostrato che alcuni fitonutrienti influenzano l’espressione dei miRNA coinvolti nello sviluppo del cancro, nell’infiammazione e nella regolazione del metabolismo. Uno studio si occupa degli effetti benefici sulla salute dei fitonutrienti mediati dai microRNA. Lo studio dimostra che i fitonutrienti possono regolare l’espressione di diversi microRNA.
I microRNA sono coinvolti in una serie di processi cellulari, come lo sviluppo, la proliferazione, la differenziazione e l’apoptosi. I fitonutrienti regolano l’espressione genica legandosi agli mRNA bersaglio, il che di solito porta alla degradazione o alla repressione traduzionale dell’mRNA bersaglio.
Riferimenti:
https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2022/10/wie-die-genetik-ausserhalb-von-genen-unser-koerpergewicht-beeinflusst.html
https://www.ots.at/presseaussendung/OTS_20190828_OTS0105/nussmolekuele-koennen-das-entzuendungs-und-stoffwechselprofil-von-fettzellen-guenstig-beeinflussen?utm_source=chatgpt.com
https://www.mpg.de/8973715/mpip_jb_2014
https://dzhk.de/newsroom/aktuelles/news/artikel/erste-microrna-therapie-fuer-das-herz-funktioniert-beim-menschen/
https://link.springer.com/article/10.1007/s40664-024-00555-y