دسته ای از ژن ها به نام microRNA برای جلوگیری از بیان ژن شناخته شده اند. در یک مطالعه اخیر، دانشمندان می‌توانند نشان دهند که ژنهای کاهش‌دهنده از طریق microRNAها می‌توانند ویژگی‌های منحصر به فرد سلول‌های خاص را به روشی غیرمنتظره تعیین کنند. این یافته اکنون در مجله Genes & Development گزارش شده است.
لوئیزا کوچلا توضیح می دهد: "ما از یک مشاهده کنجکاو در کرم نماتد C. elegans شروع کردیم." ما متوجه شدیم که ژن mir-791 به طور خاص در نورون هایی که می دانستیم مسئول تشخیص دی اکسید کربن هستند بیان می شود.کرم ریز یک ارگانیسم مدل رایج است زیرا آناتومی و عملکرد سلولی آن به خوبی درک شده است و می توان آن را به راحتی در زیر میکروسکوپ مشاهده کرد. هنگامی که کرم ها دی اکسید کربن را تشخیص می دهند، به روشی مشخص شروع به حرکت می کنند و ابزار آسانی را در اختیار دانشمندان قرار می دهد. برای مشاهده غیرمستقیم فرآیندهای مولکولی با مشاهده رفتار کرم‌ها.
وقتی دانشمندان mir-791 را از کرم ها خارج کردند، حیوانات در پاسخ به دی اکسید کربن مشکل داشتند. به طور معمول، mir-791 از بیان دو ژن منحصراً در نورون هایی که دی اکسید کربن را تشخیص می دهند، جلوگیری می کند، در حالی که همین دو ژن تقریباً در تمام سلول های دیگر کرم بیان می شوند. وقتی این مکانیسم سرکوب از کار بیفتد، نورون‌های سنجش دی‌اکسید کربن به درستی کار نمی‌کنند و حیوانات نمی‌توانند به اندازه کافی به نشانه‌های محیطی پاسخ دهند که در محیط طبیعی خود می‌تواند تعیین کند که کرم زنده است یا می‌میرد. با این حال، این سؤال که چگونه هویت سلول ها در طول توسعه آنها تعیین می شود، بسیار فراتر از نماتدها است - این یک سؤال اساسی در زیست شناسی است.
سلول هایی که بدن ما را تشکیل می دهند متعلق به صدها نوع سلول مختلف هستند که با ترکیب ژن هایی که بیان می کنند شکل می گیرند. به عنوان مثال، هموگلوبین در گلبول‌های قرمز خون تولید می‌شود که برای انتقال اکسیژن ضروری است، در حالی که گیرنده‌های انتقال‌دهنده عصبی در نورون‌ها ساخته می‌شوند که به این سلول‌ها اجازه می‌دهند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. از سوی دیگر، تعدادی از ژن‌هایی که برای عملکردهای رایج‌تر سلول‌ها مورد نیاز هستند، اگر نه همه سلول‌ها، توسط اکثر سلول‌ها بیان می‌شوند. اینها ژنهای همه جا حاضر نامیده می شوند.
در موارد نادر، ژنهای موجود در همه جا در یک نوع سلول خاص بیان نمی‌شوند، جایی که کاهش سطح این ژن‌ها برای عملکرد صحیح این نوع سلول ضروری است. بنابراین، ویژگی‌های منحصر به فرد یک سلول را نه تنها می‌توان با ژن‌هایی که بیان می‌کند، بلکه با ژن‌هایی که از بیان آن جلوگیری می‌کند، مشخص کرد. با این حال، مکانیسم‌هایی که زیربنای سرکوب بسیار خاص ژن‌ها در برخی سلول‌ها هستند، همچنان گیج‌کننده باقی مانده‌اند، به همین دلیل این مطالعه مهم است.
چیزی که به عنوان مکانیزم رشدی شناخته می شود می تواند برای تکامل نیز مرتبط باشد. واکنش حیوانات مختلف به دی اکسید کربن بسیار متفاوت است - برخی جذب آن می شوند زیرا به منابع غذایی مرتبط است، برخی دیگر از آن فرار می کنند زیرا دی اکسید کربن اغلب در محیط هایی با اکسیژن کم زیاد است. کوچلا که به این واقعیت شناخته شده اشاره می کند که microRNAها سریعتر از ژنهای بزرگتر کدکننده پروتئین تکامل می یابند، می گوید: "با توجه به این، کار ما این مفهوم را دارد که microRNAها ممکن است نامزدهای خوبی برای ارائه ابزارهای جدید گونه ها برای سازگاری با محیط های مختلف باشند."
IMP، با ۱۵ گروه متمرکز بر انواع سؤالات تحقیقاتی بنیادی، مکان مناسبی را برای کوچلا و تیمش برای انجام این مطالعه فراهم کرد. همکاری با مانوئل زیمر، نویسنده همکار، که مدت‌ها راه‌هایی را برای اندازه‌گیری کمی پاسخ‌های رفتاری در سی. الگانس ایجاد کرده است، در این پروژه مؤثر بود.
علاوه بر این، این مطالعه بینشی در مورد درک عملکردهای microRNA ارائه می دهد.کوچلا می گوید: "در سی. الگانس بین 150 تا 200 miRNA وجود دارد، اما ما فقط عملکرد 25 یا بیشتر از آنها را می دانیم." این نه تنها در مورد کرم صدق می کند، بلکه بخش پایینی از miRNA ها از صدها نمونه موجود در انسان مشخص شده است، حتی اگر به طور کلی، miRNA ها برای رشد و عملکرد حیوانات ضروری هستند. این مطالعه به این نکته اشاره می‌کند که چرا کشف توابع miRNA دشوار بوده است: بسیاری از miRNAها ممکن است تنها در انواع سلول‌های محدود بیان شوند و یافتن عملکرد آنها ممکن است به روش‌هایی به دقیق‌ترین روش‌هایی نیاز داشته باشد که در کرم استفاده می‌شود تا دقیقا بدانیم کدام سلول‌ها و چگونه تحت تأثیر قرار می‌گیرند.
