После того, как группа Амброса открыла микроРНК (*lin-4*) в 1993 году, изучение регуляции генов перешло на новый уровень. Предыдущие исследования регуляции генов в основном были сосредоточены на регуляторных путях синтеза белка, тогда как открытие микроРНК показало, что сама РНК может непосредственно регулировать экспрессию генов, особенно путем предотвращения трансляции информационной РНК (мРНК). Это показало ученым, что сложность регуляции генов намного превосходила предыдущее понимание, открыв новую роль РНК в регуляторных функциях. Вот некоторые ключевые моменты этого нового измерения регуляции генов:

1. Ключевая роль некодирующей РНК
МикроРНК представляют собой тип некодирующей РНК. Они не участвуют в кодировании белка, но регулируют экспрессию генов путем связывания с мРНК-мишенями. Этот механизм показывает, что не только гены, кодирующие белки, важны для организмов, но и некодирующие РНК играют решающую роль в регуляции генов. Многие микроРНК функционируют путем связывания и ингибирования трансляции специфических мРНК, предотвращая синтез белков. Этот уровень регуляции дает организмам большую гибкость и точность в экспрессии генов.

2. Широкие биологические функции
С открытием микроРНК ученые постепенно поняли, что они играют ключевую роль в различных биологических процессах. МикроРНК влияют не только на процессы развития, но и участвуют в различных физиологических функциях, таких как деление клеток, дифференцировка клеток, регуляция метаболизма, иммунные реакции и апоптоз. Например, *let-7*, другая рано открытая микроРНК, как было показано, высоко консервативна у различных организмов от нематод до человека и тесно связана со сроками развития. Открытие *let-7* дополнительно подтверждает точку зрения о том, что микроРНК высоко консервативны в эволюции【12†source】.

3. Регуляторные роли в заболеваниях
С момента открытия микроРНК постепенно выявлялась их связь с различными заболеваниями, особенно их роль в развитии рака. Дисрегуляция экспрессии микроРНК может привести к возникновению и развитию рака. Они могут стимулировать рост опухоли, ингибируя гены-супрессоры опухолей или активируя онкогены. Например, при определенных типах рака было показано, что аномальная экспрессия специфических микроРНК непосредственно влияет на регуляторные пути клеточной пролиферации и дифференцировки. Поэтому микроРНК стали потенциальными диагностическими маркерами рака и терапевтическими мишенями【11†source】.
Сердечно-сосудистые заболевания также являются важной областью для изучения микроРНК. У пациентов с диабетом 2 типа и заболеваниями сердца уровни определенных микроРНК тесно связаны с возникновением сосудистых осложнений. Например, исследования показали, что уровень экспрессии микроРНК-210 аномален у этих пациентов, что приводит к повреждению сосудов. Путем регулирования уровней этих микроРНК можно разработать новые методы лечения для профилактики или лечения сердечно-сосудистых заболеваний【12†source】.

4. Многослойная сложность регуляции генов
Открытие микроРНК продемонстрировало многослойную структуру регуляции генов. Традиционная регуляция генов обычно включает только транскрипцию ДНК в мРНК и трансляцию мРНК в белок. МикроРНК вводят новый регуляторный механизм, который может точно контролировать синтез белка путем связывания с мРНК. Этот механизм значительно обогащает регуляторную сеть экспрессии генов и повышает способность клетки к динамической регуляции в соответствии с изменениями окружающей среды. Эта многослойная регуляция обеспечивает организмам более гибкий механизм адаптации для преодоления внешних и внутренних изменений【11†source】.

5. Широкие перспективы клинического применения
Потенциал микроРНК в медицине также постепенно проявляется. Благодаря своей специфичности и относительно небольшому размеру, микроРНК, как ожидается, станут важными инструментами в прецизионной медицине. Ученые изучают, как использовать микроРНК в качестве биомаркеров заболеваний для ранней диагностики, мониторинга заболеваний и оценки эффективности лечения. Например, специфические микроРНК при определенных типах рака могут быть идентифицированы с помощью анализов крови, помогая врачам диагностировать рак на ранней стадии и разрабатывать персонализированные планы лечения. В то же время разрабатываются препараты на основе микроРНК, особенно для лечения сердечно-сосудистых заболеваний и нейродегенеративных заболеваний【12†source】.

1. Биомаркеры в диагностике заболеваний
Стабильность и широкое распространение микроРНК в биологических жидкостях, таких как кровь и моча, делают ее идеальным биомаркером заболеваний. Исследования показали, что определенные заболевания (такие как рак, сердечно-сосудистые заболевания, нейродегенеративные заболевания и т. д.) часто сопровождаются специфическими изменениями профилей экспрессии микроРНК. Обнаружив уровни этих микроРНК в крови, можно достичь ранней диагностики или мониторинга прогрессирования заболевания. Например, типы рака, такие как рак легких, рак молочной железы и рак предстательной железы, связаны с аномальной экспрессией определенных микроРНК, и микроРНК могут использоваться в качестве неинвазивных диагностических инструментов для скрининга рака на ранней стадии. Каролинский институт )。
Кроме того, в кардиологии исследователи обнаружили, что определенные микроРНК могут отражать степень повреждения кардиомиоцитов и, следовательно, могут быть использованы для прогнозирования риска сердечных заболеваний. По мере развития диагностических инструментов на основе микроРНК, они потенциально могут заменить традиционные биомаркеры в будущей клинической диагностике, обеспечивая более высокую чувствительность и специфичность.

2. Терапевтическое применение микроРНК
Терапевтический потенциал микроРНК в основном сосредоточен на двух аспектах: ингибирование аномально экспрессируемых микроРНК (ингибиторы микроРНК) и восполнение отсутствующих микроРНК (миметики микроРНК). Эти два метода могут воздействовать на дисрегулированные микроРНК при заболеваниях, восстанавливать баланс экспрессии генов и тем самым лечить заболевания. Например, при раке, если определенная микроРНК ингибирует гены-супрессоры опухолей, функцию этой микроРНК можно блокировать с помощью ингибиторов микроРНК для подавления развития опухоли.
С другой стороны, если отсутствие определенной микроРНК приводит к заболеванию (например, нейродегенеративным заболеваниям), можно синтезировать аналогичные молекулы микроРНК для ее восполнения. Эта «заместительная терапия» может восстановить нормальную функцию регуляции генов и улучшить состояние. МикроРНК-терапия показала хорошие результаты на различных животных моделях, а текущие клинические испытания указывают на ее большой потенциал в лечении рака, сердечно-сосудистых заболеваний и вирусных инфекций (MIT News).

3. Применение в персонализированной медицине
Еще одно важное применение микроРНК — персонализированная медицина, которая представляет собой разработку индивидуальных планов лечения на основе характеристик экспрессии генов человека. Поскольку микроРНК могут регулировать множественные генные сети, ожидается, что они станут важными инструментами для персонализированной медицины. Например, в лечении рака микроРНК можно использовать для оценки чувствительности пациента к конкретным препаратам, помогая врачам выбрать наилучший план лечения для повышения эффективности лечения и снижения побочных эффектов.
Кроме того, микроРНК можно использовать для прогнозирования эффективности лечения и прогноза для пациента. Например, во время химиотерапии уровни определенных микроРНК могут отражать ответ опухоли на препараты, помогая врачам корректировать свои стратегии лечения. Интегрируя информацию об экспрессии микроРНК, врачи могут разрабатывать персонализированные планы лечения для каждого пациента, тем самым достигая точного лечения (Каролинский институт).

4. Потенциал в противовирусном лечении
Роль микроРНК в вирусных инфекциях также получила широкое внимание. Многие вирусы, инфицируя клетки хозяина, регулируют экспрессию микроРНК клеток хозяина, чтобы избежать атаки иммунной системы. Исследования показали, что регулирование уровней экспрессии этих микроРНК может повысить устойчивость клеток хозяина к вирусам. Например, исследования вируса ВИЧ и вируса гепатита В показали, что определенные микроРНК играют важную роль в репликации вируса. Нацеливаясь на эти микроРНК, можно разработать новые противовирусные методы лечения (MIT News).

5. Применение в сельском хозяйстве и биотехнологиях
В дополнение к медицинским приложениям, микроРНК также обладает огромным потенциалом применения в сельском хозяйстве и биотехнологиях. Исследования показали, что микроРНК играет решающую роль в росте и развитии растений, а также в регуляции устойчивости к стрессу. Регулируя микроРНК в растениях, ученые могут выращивать культуры, устойчивые к вредителям и болезням, засухоустойчивые и даже с более высокой урожайностью. Например, регулирование определенных микроРНК может повысить устойчивость растений к вирусам, тем самым снижая использование пестицидов и способствуя устойчивому развитию сельского хозяйства (MIT News).

[Jian Shi Biology | Набор для очистки и экстракции микроРНК]

Каталожный номер: TB113

I. О продукте

①Подходит для экстракции из различных лизатов, ферментативных реакций, разделения фаз (после добавления TRIZOL), очистки и концентрирования общей РНК (17nt) большой РНК (>200nt) 1 микроРНК (17-200nt) из экстрагированной общей РНК.
②≥35 мкл элюирующего объема может восстановить и сконцентрировать высококачественную РНК, а полученную РНК можно использовать для обратной транскрипции, чипов, NGS и других экспериментов.
③Используется как с полностью автоматизированными экстракторами, так и в ручном режиме.
④Автоматизированный процесс очистки экономит средства на экспериментах и обеспечивает высококачественную микроРНК, высокую скорость извлечения и чистоту с минимальным количеством комбинированных фрагментов, что более подходит для последующих экспериментов, таких как транскрипция и секвенирование.

II. Характеристики продукта

①Источник образца: Подходит для очистки и концентрирования РНК из различных лизатов, ферментативных реакций, разделения органической фазы (после добавления TRIZOL) и экстрагированной общей РНК, с разделением микроРНК. ②Размер: РНК, включая малые/микро РНК (~17 nt ≤ 200nt), большая РНК (> 200nt).

③Чистота: A260/A280 и A260/A230 > 1,8, подходит для последующего секвенирования, RT-qPCR и т.д.

④Объем элюции: ≥35 мкл без ДНКазы/РНКазы воды

⑤Необходимое оборудование (предоставляется пользователем): Микроцентрифуга, полностью автоматизированный прибор для очистки и экстракции, высококачественный магнитный штатив.

Этапы извлечения РНК для различных фрагментов: