Bhataramedia.com – Para ilmuwan di NYU Langone Medical Center dan New York University telah menunjukkan bahwa protein DNA-binding khusus yang disebut CTCF sangat penting untuk ekspresi yang tepat dari gen yang mengontrol rencana dari embrio yang berkembang.
Temuan yang dipublikasikan secara online tanggal 27 Februari di Science tersebut, memfokuskan pada sel-sel otak tikus yang bekerja untuk mengelola gerakan hewan. Hasil ini menambahkan rincian penting mengeani gen Hox yang membantu sel tetap posisi pada posisi lurus dan pada posisi yang tepat kembali ke depan.
Gen Hox tersusun di dalam kelompok tertentu pada genom hewan dan hanya sebagian dari gen Hox aktif di dalam sel. Para peneliti melaporkan bahwa mempertahankan “memori” yang tepat dari sel induk ke sel anak dari gen Hox yang aktif dan tidak aktif merupakan dasar untuk membangun rencana tubuh secara normal dan kegagalan sistem akan menghasilkan bagian tubuh di dalam posisi anatomi yang salah.
“Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa CTCF bertindak sebagai penghalang isolasi kunci untuk mencegah kesalahan di dalam sel, seiring pembelahan dan diferensisasi sel,” kata Varun Narendra, penulis utama studi tersebut, dan mahasiswa Ph.D. tahun kelima di bidang biologi perkembangan di NYU Langone and the Howard Hughes Medical Institute. “Saat ini kami telah menunjukkan bahwa posisi yang benar juga tergantung pada CTCF.”
“Temuan ini memberikan wawasan baru mengenai bagaimana sel mengirimkan informasi organisasi tersebut seiring perkembangan embrio dan menjadi apa salah ketika pembangunan seluler berjalan kacau, sehingga menimbulkan perkembangan sel abnormal dan penyakit seperti kanker,” kata peneliti senior, Danny Reinberg Ph.D., profesor biokimia dan farmakologi molekuler di NYU Langone dan peneliti di Howard Hughes Medical Institute. “Informasi dari penelitian ini dapat membantu meletakkan dasar untuk terapi yang membahas salah langkah perkembangan terkait dengan gen Hox dan regulatornya.”
CTCF merupakan protein DNA-binding yang menandai daerah DNA di dalam genom hewan dan berfungsi sebagai “isolator” atau batas partisi pada saat sel “mengemas” DNA. Para peneliti menemukan bahwa pengikatan CTCF memastikan segmen genom yang dikemas untuk menjadi aktif tidak mengganggu segmen tetangga yang tidak aktif di dalam sel anak yang dihasilkan.
Dengan menggunakan sel punca (stem cell) embrionik tikus yang menghasilkan neuron motorik sebagai model, para peneliti menemukan bahwa CTCF mengisolasi gen Hox dari aktivasi yang membahayakan. “Kami menemukan bahwa aktivitas CTCF adalah untuk membagi cluster Hox menjadi segmen, sehingga memungkinkan cluster untuk melipat ke dalam domain yang ketat, baik yang dapat aktif atau tidak aktif di kedua sisi CTCF,” tambah Narendra, seperti dilansir NYU Langone Medical Center / New York University School of Medicine (26/02/2015).
Agar dapat menunjukkan bahwa pengikatan CTCF diperlukan untuk aktivasi gen Hox yang benar, para peneliti menghapus situs (area) dimana genom CTCF biasanya akan terikat dan menunjukkan bahwa tanpa pengikatan CTCF, cluster Hox tidak akan melipat dengan benar. Akibatnya, neuron motorik mengaktifkan set gen Hox yang salah.
“Dengan mengubah pola lipat dari cluster Hox, kami mengubah pemahaman neuron motorik terhadap posisi anatomi mereka,” kata Esteban Mazzoni, Ph.D., rekan peneliti dan asisten profesor biologi di New York University. “Dengan demikian, kami juga mengubah kemampuan mereka untuk mengirim sinyal saraf ke target otot yang tepat.”
Oleh karena aktivasi gen Hox yang tepat sangat penting untuk nasib sel, penelitian ini terbukti sangat berguna untuk mengembangkan terapi baru berbasis sel punca embrionik, tambah Mazzoni.
