میکروRNA ها ( به اختصار miRNA) توالی های RNA ای غیر کد شونده و کوچکی ( در حدود 22 نوکلئوتید) هستند که در گیاهان، حیوانات و بعضی از ویروس ها یافت می شوند و در مهار RNA، تنظیمات بعد از رونویسی و بیان ژن دارای عملکرد می باشند. در حالیکه اکثر miRNA ها مستقر در درون سلول هستند، پاره ای دیگر که عموما miRNA های در حال گردش یا بیرون سلولی نام دارند، در محیط های بیرون سلولی نیز، نظیر مایعات بیولوژیک مختلف و محیط کشت سلولی حضور دارند.
miRNA ها بر اساس رابطه جفت بازی با توالی های مکمل خود در درون مولکول های mRNA عمل می کنند و در نتیجه مولکول mRNA طی یک یا تعدادی از فرآیند های زیر مهار می شود :
- شکسته شدن رشته mRNA به دو قطعه
- ناپایدار کردن mRNA از طریق کوتاه کردن دم پلیA آن
- ترجمه ناکارآمد mRNA به پروتئین توسط ریبوزوم ها
ژنوم انسان در حدود بیش از 1000 رونوشت miRNA کد می کند که در بسیاری از سلول های پستانداری فراوان اند و در حدود 60 درصد ژن های انسانی و سایر پستانداران را مورد هدف قرار می دهند. miRNA ها در گیاهان و حیوانات به خوبی حفظ شده اند و به نظر می رسد از اجزای تکاملی قدیمی و حیاتی در تنظیم بیان ژن باشند.
miRNA های گیاهی اغلب به طور کامل با mRNA های مورد هدف جفت می شوند و متعاقبا منجر به سرکوب بیان ژن از طریق شکسته شدن رونوشت های هدف می شوند. در مقابل، miRNA های حیوانی با استفاده از یک توالی به کوتاهی 8-6 نوکلئوتید در انتهای 5’ خود (Seed Region) قادر به شناسایی mRNA هدف هستند که این میزان از جفت شدگی برای القای شکسته شدن مولکول هدف کافی نیست و معمولا مهار ترجمه را القا می سازد. تنظیم ترکیبی از ویژگی های miRNA ها در حیوانات است، به گونه ای که یک miRNA ممکن است صدها mRNA هدف مختلف داشته باشد و یک مولکول هدف مشخص توسط چندین miRNA تنظیم شود. بسته به روش تخمین مورد استفاده، تعداد متوسط mRNA ای که به وسیله ی یک miRNA مشخص مورد هدف قرار میگیرند، متفاوت است اما روش های متعددی نشان می دهد که miRNA های پستانداری قادر به هدف گیری تعداد زیادی mRNA مجزا باشند. برای مثال در بررسی miRNA های بسیار حفظ شده در مهره داران، نشان داده شد که هر miRNA به طور متوسط در حدود 400هدف حفظ شده دارد. بعلاوه، آزمایشات نشان می دهند که یک miRNA می تواند منجر به کاهش پایداری صدها mRNA مجزا و یا کاهش تولید صدها پروتئین شود اما این کاهش معمولا خفیف ( کمتر از دو برابر) است.
اولین miRNA در اوایل 1990 شناسایی شد، با این حال این مولکول ها تا اوایل 2000 بعنوان دسته ای مجزا از تنظیم کننده های بیولوژیک شناسایی نشده بودند. تحقیقات miRNA منجر به شناسایی دسته های مختلفی از miRNA ها شده است که منحصرا در گونه های سلولی و بافت های مختلف بیان می شوند. نتایج این تحقیقات همچنین حاکی از شناسایی نقش های متعدد miRNA ها در تکامل گیاهان و حیوانات و بسیاری از سایر فرایندهای زیستی است. بیان نابجای miRNA در بیماری ها مشخص شده است و درمان های مبتنی بر miRNA تحت بررسی قرار گرفته اند.
از آنجایی که miRNA در عملکرد طبیعی سلول های یوکاریوتی دخیل است، بر هم خوردن تنظیمات آن منجر به بروز بیماری می شود. جهش در seed region این مولکول های تنظیمی و یا حذف دسته ای از آنها می تواند منجر به بروز نواقص ژنتیکی شود. در پایگاه اطلاعاتی miR2Disease ارتباطات میان اختلال در تنظیم miRNA ها و بیمار یهای انسانی مکتوب شده است. اولین بیماری انسانی مرتبط با تنظیم نامناسب miRNA ها لوسمی لنفوسیتی و به دنبال آن سایر بدخیمی های مربوط به سلول های B بود. بسیاری از miRNA بروز سرطان ارتباط دارند. ;هایی که افزایش بیان آنها با بروز سرطان در ارتباط اند انکومیر ( oncomiR) و miRNA هایی که کاش بیان آنها در ایجاد سرطان موثر است تومور ساپرسور میر نامیده می شوند. miRNA
افزون بر این، پروفایل بیان miRNA ها نیز می تواند در انواع مختلف بیماریها، پیش بینی پیشروی بیماری و حتی پیش آگهی از آن کاربرد بسزایی داشته باشد. بررسی پیامد های ناشی از افزایش بیان این miRNA ها در سلول، بافت و جانوران مدل مورد نظر می تواند رمزگشای مکانیسم بسیاری از فرآیندهای زیستی و بیماری زایی باشد و به دنبال آن امکان توسعه روش های درمانی مبتنی بر miRNA ها را فراهم آورد.
با توجه به اهمیت و نقش miRNA ها در فرایندهای مختلف سلولی نظیر تمایز سلولی و ارتباط تغییر بیان آنها با بیماریهای مختلف، مرکز تحقیقات بن یاخته به عنوان مرکز پیشگام در زمینه تحقیقات miRNA، آماده ارائه خدمات به همکاران و دانشجویان عزیز در سرتا سر کشور می باشد. خدمات این مرکز در این زمینه شامل بانک ژنی miRNA، طراحی و کلونینگ miRNA های مختلف در سازه های لنتی ویروسی، طراحی و کلونینگ آنتی میرها (به منظور کاهش بیان miRNA) در سازه های لنتی وایرال و کیت همه منظوره اندازه گیری miRNA ها در نمونه های زیستی می باشد که در مجموع می تواند تمامی نیازهای مطالعات در زمینه miRNA را در کشور مرتفع سازد.
