Kebenaran Lengket Dibalik Perkembangan Sel

AsianScientist (20 Oktober 2021) – Situasi lengket membantu menjaga sel di kompartemen yang berbeda selama pengembangan, para ilmuwan dari Jepang melaporkan dalam Komunikasi Alam. Studi ini merinci peran protein dalam sel-sel yang menggumpal, juga disebut adhesi sel.

Selama pertumbuhan embrio, sel-sel mulai dalam keadaan tidak terspesialisasi tanpa fungsi khusus seperti mengirimkan informasi untuk sel-sel otak atau membawa oksigen untuk sel darah merah. Saat mereka secara bertahap menjadi terspesialisasi, sel-sel ini diurutkan ke dalam kelompok jaringan dan organ yang lebih besar, bekerja sama dengan sel-sel lain yang memiliki fungsi serupa.

Para peneliti telah lama mempelajari bagaimana sel bergerak dan menemukan satu sama lain—dan yang terpenting, tetap bersama setelah ditemukan—selama proses perkembangan yang kompleks. Menurut hipotesis adhesi diferensial, sel-sel dengan sifat perekat atau lengket yang serupa kemungkinan akan bersentuhan satu sama lain, membentuk struktur yang stabil sambil meminimalkan penggunaan energi.

Secara teori, konsep tersebut masuk akal, tetapi belum ada yang mendemonstrasikannya dalam jaringan hewan hidup. Untuk mengisi celah ini, tim dari Universitas Tohoku Jepang bereksperimen pada kepompong lalat buah, menunjukkan bagaimana adhesi membantu menjaga batas antara populasi sel.

Selama perkembangan lalat buah, sel-sel mengelompok menjadi daerah-daerah terpisah di permukaan perut, dengan masing-masing daerah dibagi lagi menjadi kompartemen anterior dan posterior. Dengan menggunakan tag molekuler pemancar cahaya, tim menemukan protein yang disebut Toll-1 di kompartemen posterior. Protein yang ditandai muncul dalam garis yang berbeda, menandai batas antara kompartemen.

Untuk memeriksa apakah Toll-1 bertanggung jawab atas adhesi, para peneliti membuat klon dengan ekspresi Toll-1 yang lebih besar, mengamati batas yang lebih lurus dari biasanya. Selain itu, mengekspresikan Toll-1 dalam sel non-perekat alami menyebabkan aktivitas penggumpalan yang serupa dengan molekul adhesi lain yang diketahui.

Dengan mendorong sel-sel serupa untuk saling menempel, batas tersebut tetap utuh. Berkat Toll-1, populasi sel yang terpisah ini secara efektif dicegah dari pencampuran bahkan ketika lebih banyak sel ditambahkan ke gambar. Temuan ini tidak hanya menjelaskan mekanisme di balik adhesi sel, tetapi juga mengungkapkan fungsi baru untuk protein Toll.

Protein ini dikenal karena perannya dalam pertahanan kekebalan, di mana mereka membantu mengenali mikroba yang menyerang, tetapi ternyata mereka juga penting untuk perkembangan. Ke depan, tim bertujuan untuk menyelidiki fungsi protein Toll lainnya dalam jaringan lalat buah.

“Toll-1 mungkin telah diadopsi untuk memainkan peran dalam pengembangan yang berbeda dari protein Long-Toll. Kemungkinan menarik ini meningkatkan taruhan untuk lebih mengkarakterisasi fungsi non-imunitas protein Toll yang kurang terwakili, ”penulis menyimpulkan.

Artikel tersebut dapat ditemukan di: Iijima et al. (2020) Adhesi Sel Diferensial Diimplementasikan oleh Drosophila Toll Memperbaiki Distorsi Lokal pada Batas Kompartemen Anterior-posterior.

———

Sumber: Universitas Tohoku; Foto: Pixabay.
Penafian: Artikel ini tidak mencerminkan pandangan AsianScientist atau stafnya.