Kui inimeste pärilikkusainet ehk DNA-d võib võrrelda retseptiraamatuga ning varem leitud RNA-d selle põhjal toitu, täpsemalt valke, valmistava koka ja tema abilistena, siis mikroRNA käitub kriitikuna. Just tema soovituste põhjal jääb vastavalt oludele teatud valkude valmistamine soiku ja geenidel on sellega vähem võimalust avalduda.

"MikroRNAde avastamine on oluline, kuna sellega muutus palju keerulisemaks mudel, mida teadlased tunnevad molekulaarbioloogia dogmana," sõnas Agne Velthut-Meikas, Tallinna Tehnikaülikooli keemia ja biotehnoloogia instituudi dotsent. Selle järgi on iga organismi omadused kirjas tema DNA-s. Keha moodustavad rakud saavad olla erinevad, sest igas rakus avaldub ainult osa DNA-st mRNA molekulidena. Neilt toodetakse vastavad valgud.

MikroRNA-d andsid geenide avaldumise reguleerimisele täiendava kihi. Mehaanilises mõttes haagivad mikroRNA molekulid end selleks mRNA molekuli külge. See takistab selle kantava juhise põhjal valgu valmistamist. Nii saab pärsitud ka sellele mRNA molekulile vastava konkreetse geeni avaldumine. Victor Ambros ja Gary Ruvkun olid esimesed, kes sellele jälile said. Nende teadustöö näitas, et taoline geeniregulatsioon on hulkraksete, sh inimeste jaoks hädavajalik.

"See on täiesti uudne mehhanism, mille abil reguleeritakse valke kodeerivate geenide avaldumist, " kinnitas Tartu Ülikooli molekulaarmeditsiini professor Ana Rebane. Teaduskogukond laiemalt suhtus 1990. aastate alguses avastusse leigelt. Valdavalt arvati, et see on iseloomulik vaid ümarussidele C. elegans, keda uurides teadlased mikroRNA leidsid.

Velthut-Meikase sõnul tehti avastus võrdlemisi hilja, sest mikroRNA molekulid on väga lühikesed. "Kui mRNAd on sadu ja tuhandeid nukleotiide pikad, siis mikroRNA-d on keskmiselt 22 nukleotiidi pikad. Samuti ei sünteesita mikroRNA-delt valke," lisas dotsent. 

Praeguseks on teada, et ainuüksi inimeste pärilikkusaines on juhised enam kui 2000 erineva mikroRNA molekuli valmistamiseks. Need mängivad võtmerolli nii organismide arengus kui ka üldises toimimises ehk on ka inimeste tervise mõttes väga olulised.

Rebane selgitas, et mikroRNA-d käituvad täppisregulaatoritena, mõjutades väga paljusid geene. "Arvatakse, et need reguleerivad 50–60 protsendi valkude taset. Ilma selleta oleksime haigemad, kohmakamad ja vähem tublid. MikroRNA-d avastati küll ussikestes, aga mida kõrgemalt on arenenud organism, seda rohkem neid on," lisas professor.

Muu hulgas on üksikute mikroRNA-de puhul leitud, et need mõjutavad otseselt immuunsüsteemi toimimist. Teoreetiliselt saaks kasutada neid Rebase sõnul ka ravimina. "Nii kaugele pole me veel aga sellega jõudnud," nentis professor.

"Inimeste seisukohast on mikoRNAd ka huvipakkuvad biomarkerid, sest rakud kasutavad selliseid järjestusi muu hulgas üksteisega suhtlemiseks," lisas Velthut-Meikas. Nii saavad rakud eritada mikroRNA-sid, mis võivad seejärel ringi liikuda nendega samas koes või isegi terves kehas ning siseneda teistesse rakkudesse. Näiteks saaks märgata mikroRNA-de abil enne sümptomite avaldumist neuroloogilisi haigusi ja viirusnakkusi. Mikro-RNA-sid kasutavad neid ümbritsevate kudede meelepärasemaks muutmiseks ka kasvajarakud. 

"Teise poolena vaadatakse nende funktsioone. Me ise uurime neid näiteks seoses krooniliste põletikuliste haigustega," sõnas Rebane. Eestis tervikuna töötab mikroRNA-dega siiski võrdlemisi vähe teadlasrühmi.

Velthut-Meikase laboris tegelevad teadlased nende mikroRNA-de uurimisega, mis pärinevad follikulaarvedeliku rakuvälistest vesiikulitest. "Püüame võrrelda, kas polütsüstiliste munasarjadega naistel on rakuvälistes vesiikulites tervetest naistest erinevad mikroRNAd. Samuti oleme vaadanud muutuseid follikulaarvedeliku mikroRNA-de tasemetes naistel, kelle munasarjades sisaldub keskmisest kõrgemal tasemel ftalaati DEHP," selgitas Tallinna Tehnikaülikooli nooremteadur Inge Varik.

Maailmas laiemalt on huvi mikroRNA-de vastu viimasel kümnendil tuntavalt kasvanud. "USA kliiniliste uuringute andmebaasis leidub täna üle 1300 mikroRNAdega seotud uuringu. Euroopa Liidu kliiniliste uuringute registris on selliseid uuringuid 53," tõi Velthut-Meikas näite. 

Täpsemalt keskendusid Victor Ambros ja Gary Ruvkun 1980. aastate lõpus oma teadustöös ümarussile C. elegans. Kuigi eluka enda pikkus jääb alla ühe millimeetri, on sel hulk keerukamatele olenditele iseloomulikke rakutüüpe. See muudab nad teadlaste jaoks populaarseks mudelorganismiks.

Ambros ja Ruvkun uurisid kahte usside põlvnemisliini: lin-4 ja lin-14. Neile iseloomulike mutatsioonide tõttu oli nende geneetiline arenguprogramm nihkes. Ambros oli eelnevalt leidnud, et lin-4 geen näis pärssivat lin-14 geeni avaldumist. Täpne mehhanism jäi aga segaseks.

Harvardi Ülikoolis järeldoktorantuuri tehes leidis Ambros süstemaatiliste uuringute käigus, et lin-4 geen põhjal valmistati ebatavaliselt lühikesi RNA molekule, mille alusel polnud võimalik omakorda valke sünteesida. Nii oletas ta, et sama molekul vähendab lin-14 geeni aktiivsust.

Ruvkun näitas õige pea Massachusettsi Üldhaigla ja Harvardi meditsiinikooli ühendlaboris, et lin-4 geeni alusel valmistatavad lühikesed RNA jupid pärsivad lin-14 geeni avaldumist hilisemas staadiumis, mitte otse. Ruvkuni täiendavad katsed viitasid, et seejuures mängib võtmerolli lühike lin-14 geeni lõik.

Saadud tulemusi üheskoos vaadates avastasid Ruvkun ja Ambros sama lin-14 geeni lõik on komplementaarne lin-4 omaga. See võimaldas lühikestel lin-4 RNA-lõikudel haakida end lin-14 RNA külge. Lõpptulemusena polnud võimalik valmistada enam lin-14 geeni alusel sünteesitavaid valke endises mahus. Sellega avastasid Ruvkun ja Ambros täiendava võimaluse geenide avaldumise reguleerimiseks. Paar avaldas tulemused 1993. aastal ajakirjas Cell.

Kogukond ei pööranud leiule alguses kuigi palju tähelepanu, arvates, et mehhanism on iseloomulik vaid ümarussidele. Sajandivahetusel avaldas Ruvkuni töörühm veel ühe töö, milles teatas teise mikroRNA avastamisest. Erinevalt lin-4 valmistamise eest vastutavast geenist oli lin-7 geen olemas suuremal osal loomariigi esindajatel.

See tekitas mikroRNA-de vastu juba suurema huvi ja järgnevatel kümnenditel avastasid teised teadlased sadu erinevaid mikroRNA-sid.

Vaata ka pressikonverentsi salvestist.

Möödunud aastal said Nobeli meditsiiniauhinna Katalin Kariko ja Drew Weissmann, kelle töö mängis võtmerolli ka tõhusate mRNA-põhiste koroonavaktsiinide loomisel.

Statistika põhjal võtab teadlaste murdeliste avastuste eest Nobeli preemiaga tunnustamine aega üha rohkem. Näiteks meditsiiniauhinna laureaadid said möödunud kümnendil preemia keskmiselt 26 aastat pärast oma maailmamuutva töö avaldamist.

Nobeli preemiat füsioloogia või meditsiini alal antakse välja alates 1901. aastast. Alates 2023. aastast on Nobeli preemia väärtus 11 miljonit Rootsi krooni (u 967 000 eurot). Lisaks rahalisele auhinnale saavad laureaadid Nobeli bareljeefiga kuldmedali ja diplomi.