Gary Ruvkun, profesor genetika di Harvard Medical School dan peneliti di Rumah Sakit Umum Massachusetts, telah menerima Hadiah Nobel Fisiologi atau Kedokteran tahun 2024 atas penemuan mikroRNA, kelas molekul RNA kecil yang mengatur aktivitas gen pada tumbuhan dan hewan. , termasuk manusia.
Ruvkun berbagi hadiah tersebut dengan kolaboratornya Victor Ambros, dari Fakultas Kedokteran Universitas Massachusetts Chan. Ruvkun dan Ambros menemukan microRNA pertama pada hewan dan menunjukkan bagaimana microRNA dapat mematikan gen yang aktivitasnya penting untuk perkembangan.
Penemuan kedua peneliti ini mengungkapkan mekanisme regulasi gen yang sepenuhnya baru. Memang benar, microRNA terbukti secara fundamental penting bagi bagaimana organisme berkembang dan berfungsi, kata komite Nobel dalam kutipannya.
Penemuan Ruvkun dan Ambros memicu gelombang eksplorasi RNA di seluruh pohon kehidupan dan mengarah pada identifikasi mesin biokimia yang digunakan untuk menghasilkan RNA dari kelas yang berbeda dan mengatur gen target mereka di banyak jalur genetik.
“Tidak seorang pun yang mengenal Gary atau karyanya akan terkejut dengan pengakuan atas penelitiannya tentang mikroRNA. Seorang penyelidik yang brilian, keingintahuannya telah membawanya pada wawasan luar biasa tentang biologi dasar,” kata Rektor Universitas Harvard Alan M. Garber. “Implikasi dari penemuan-penemuan tersebut tidak selalu terlihat jelas pada awalnya. Dengan semakin menjanjikannya penerapan medis dari penelitian microRNA, kita diingatkan – sekali lagi – bahwa penelitian dasar dapat membawa kemajuan dramatis dalam mengatasi penyakit manusia.”
Penelitian awal Ambros dan Ruvkun yang dilakukan pada tahun 1980-an difokuskan pada mekanisme genetik yang mengatur spesialisasi sel pada tahap larva pada cacing Caenorhabditis elegans.
Sebagai peneliti pascadoktoral di laboratorium Robert Horvitz – yang kemudian menerima Hadiah Nobel – di MIT, Ruvkun dan Ambrose mempelajari bagaimana dua gen, lin-4 dan lin-14, mengatur waktu perkembangan pada C. elegans.
Bentuk gen yang bermutasi menyebabkan penyimpangan dalam waktu aktivasi program gen selama tahap kritis perkembangan. Ambros dan Ruvkun mulai memahami bagaimana hal ini terjadi.
Pada tahun 1991, Ruvkun menunjukkan bahwa mutasi tertentu pada bagian non-pengkode protein dari lin-14 messenger RNA (mRNA) memungkinkannya mengabaikan sinyal “berhenti” dari lin-4 dan tetap bekerja.
Ambros dan timnya menemukan bahwa lin-4 tidak mengkodekan protein sama sekali melainkan mengkodekan RNA kecil yang terdiri dari sekitar 22 nukleotida, bahan penyusun RNA dan DNA. Ini jauh lebih pendek daripada kebanyakan RNA lainnya, yang biasanya terbuat dari 200 nukleotida atau lebih yang dirangkai. Kunci untuk menafsirkan produk 22-nukleotida ini adalah penempatannya dalam jalur genetik.
Analisis genetik Ambros menunjukkan bahwa kekurangan lin-4 menyebabkan aktivitas gen target lin-14 yang berlebihan. Demikian pula, analisis genetik Ruvkun menunjukkan bahwa aktivitas gen lin-14 yang berlebihan dan cacat perkembangan terkait berasal dari pengaktifan mutasi penghapusan RNA lin-14.
Ketika Ambros dan Ruvkun membandingkan urutan RNA lin-4 dan lin-14, mereka menemukan bahwa 22-nukleotida lin-4 mRNA cocok dengan bagian dalam lin-14 mRNA dan pengaktifan mutasi pada lin-14 menghapus wilayah komplementer ini. Komplementaritas terhadap RNA lin-4 22-nukleotida ini tidak sempurna – dupleksnya mengandung banyak tonjolan dan loop pada untai RNA lin-4 dan untai mRNA lin-14, seperti struktur sekunder RNA ribosom yang telah dipelajari dengan baik.
Ambros dan Ruvkun menerbitkan penelitian berturut-turut di jurnal Cell pada tahun 1993 yang mengumumkan penemuan microRNA pertama ini dan mekanisme regulasi terjemahan target mRNA melalui pasangan basa yang tidak sempurna.
Penemuan mikroRNA pertama (miRNA) dan mekanisme kontrol translasinya tidak menimbulkan banyak perhatian. Gen pengatur waktu perkembangan C. elegans lin-4 dan lin-14 tidak memiliki homolog yang jelas – gen yang sesuai – pada organisme lain, termasuk manusia.
MiRNA ada di mana-mana muncul pada tahun 2000 ketika laboratorium Ruvkun menemukan miRNA kedua, let-7. Tim Ruvkun menemukan bahwa banyak makhluk lain – manusia, lalat buah, ayam, katak, ikan zebra, moluska, dan bulu babi – membawa 100 persen versi let-7 yang dilestarikan.
Lebih lanjut, penelitian menunjukkan bahwa miRNA let-7 juga menekan aktivitas gen targetnya melalui bagian mRNA yang dikenal sebagai wilayah 3′ yang tidak diterjemahkan, dengan rangkaian komplementer yang tidak sempurna pada mRNA target. Dengan penemuan itu, miRNA akhirnya berhasil menembus sebutannya sebagai keingintahuan cacing belaka.
Karena miRNA let-7 terdapat pada begitu banyak spesies hewan, hal ini berarti kemungkinan besar lebih banyak miRNA juga terdapat pada makhluk lain. Beberapa tim berlomba untuk menemukan RNA pengatur baru yang panjangnya sekitar 22 nukleotida.
Pada tahun 2001, kelompok Ambros – serta kelompok David Bartel dari MIT dan Thomas Tuschl, yang saat itu berada di Institut Max Planck untuk Kimia Biofisika, Göttingen – menemukan hampir 100 kandidat miRNA tambahan pada lalat, manusia, dan cacing.
Sejak itu, bidang miRNA telah meledak — pertumbuhan yang terlihat dalam kutipan tinjauan sejawat yang tumbuh dari dua referensi berturut-turut oleh Ambros dan Ruvkun pada tahun 1993 menjadi 147,583 referensi pada September 2022.
“Gary dan Victor adalah ilmuwan luar biasa yang secara mendasar memperluas pemahaman kita tentang bagaimana gen diatur. Penghargaan Nobel bagi mereka adalah hal yang sangat pantas mereka dapatkan,” kata Cliff Tabin, kepala Departemen Genetika di HMS.
Sumber: thepienews.com
Email: info@konsultanpendidikan.com
