silia fase G1, diferensiasi sel
Silia primer, digambarkan di sini sebagai antena, membaca sinyal di epanjang “jalan raya” sel punca dan menentukan apakah sel-sel punca embrionik manusia menjadi prekursor untuk neuron.(Credit: Peter Allen)

Bhataramedia.com – Bagaimana neuron (sel saraf) menjadi neuron? Mereka semua dimulai sebagai sel punca (stem cell), belum terdiferensiasi dan memiliki potensi untuk menjadi berbagai macam sel di dalam tubuh.

Bagaimanapun, sampai saat ini, bagaimana tepatnya hal tersebut terjadi masih menjadi misteri ilmiah. Penelitian baru yang dilakukan oleh ahli saraf UC Santa Barbara telah menguraikan beberapa perubahan awal yang terjadi sebelum sel punca (stem cell) berubah menjadi neuron dan jenis sel lainnya.

Bekerja dengan sel punca embrionik manusia di cawan petri, postdoctoral fellow Jiwon Jang menemukan jalur baru yang memainkan peran penting dalam diferensiasi sel. Temuan ini muncul di jurnal Cell.

“Penemuan Jiwon sangat penting karena memberikan kita pemahaman mendasar tentang cara sel-sel punca bekerja dan cara mereka mulai menjalani diferensiasi,” kata penulis senior Kenneth S. Kosik, Harriman Profesor of Neuroscience Research di UCSB’s Department of Molecular, Cellular, and Developmental Biology. “Ini adalah bagian yang sangat mendasar dari pengetahuan yang telah hilang di lapangan.”

Ketika sel-sel induk mulai berdiferensiasi, mereka membentuk prekursor: neuroectoderms yang memiliki potensi untuk menjadi sel-sel otak, seperti neuron; atau mesendoderms, yang akhirnya menjadi sel-sel yang menyusun organ, otot, darah dan tulang.

Jang menemukan sejumlah langkah yang dia dan Kosik beri nama PAN (Primary cilium, Autophagy Nrf2) axis. Jalur yang baru diidentifikasi ini tampaknya menentukan bentuk akhir dari sel punca (stem cell).

“PAN axis adalah pemain yang sangat penting pada keputusan nasib sel. Pemanjangan G1 menginduksi tonjolan silia dan semakin lama antena seluler tersebut terpapar, semakin banyak sinyal yang dapat mereka ambil,” jelas Jang, seperti dilansir University of California – Santa Barbara (24/03/2016).

Selama beberapa waktu, para ilmuwan telah mengetahui tentang Gap 1 (G1), fase pertama dari empat fase dalam siklus sel, tetapi peneliti masih belum mengenai perannya pada diferensiasi sel punca. Penelitian Jang menunjukkan bahwa pada sel punca yang ditakdirkan untuk menjadi neuron, fase perpanjangan G1 memicu tindakan lain yang menyebabkan sel punca untuk berubah menjadi neuroectoderms.

Selama interval pemanjangan G1 tersebut, sel-sel mengembangkan silia primer, tonjolan mirip antena yang mampu merasakan lingkungan mereka. Silia ini mengaktifkan sistem pembuangan sampah sel dalam proses yang dikenal sebagai autophagy.

Faktor penting lainnya adalah Nrf2, yang memonitor sel untuk molekul berbahaya seperti radikal bebas, pekerjaan yang sangat penting untuk pembentukan sel sehat.

“Nrf2 bertindak seperti penjaga sel dan memastikan sel berfungsi dengan baik,” kata Kosik, wakil direktur Neuroscience Research Institute. “Tingkat Nrf2 sangat tinggi pada sel punca karena sel-sel punca adalah masa depan. Tanpa Nrf2 yang mengawasi integritas genom, keturunan di masa depan akan berada dalam kesulitan.”

Pekerjaan Jang menunjukkan bahwa tingkat Nrf2 mulai menurun selama interval pemanjangan G1. Hal ini penting, Kosik mencatat, karena Nrf2 biasanya tidak berkurang sampai sel sudah mulai berdiferensiasi.

“Kami berpikir bahwa, di bawah kondisi yang sama jika sel-sel identik, maka akan berdiferensiasi dengan cara yang sama, tetapi bukan apa yang kami temukan. Nasib sel dikendalikan oleh pemanjangan G1, yang memanjangkan silia untuk menangkap sinyal dari lingkungan mereka. Itu adalah salah satu konsep yang keren,” kata Jang.

Referensi Jurnal :

Jiwon Jang, Yidi Wang, Matthew A. Lalli, Elmer Guzman, Sirie E. Godshalk, Hongjun Zhou, Kenneth S. Kosik. Primary Cilium-Autophagy-Nrf2 (PAN) Axis Activation Commits Human Embryonic Stem Cells to a Neuroectoderm Fate. Cell, 2016; DOI: 10.1016/j.cell.2016.02.014.

loading...