Analisis kehilangan Cdkn1c pada tingkat sel tunggal mengungkapkan peran gen yang baru dan tidak terduga – Sains Terkini

Gen Cdkn1c bisa dianggap sebagai kasus buka-dan-tutup: Tikus di mana gen dihilangkan lebih besar dan memiliki otak lebih besar, sehingga Cdkn1c harus berfungsi untuk menghambat pertumbuhan. Dasar pemikiran ini telah menyebabkan Cdkn1c sedang dipelajari sebagai gen penekan tumor. Penelitian baru dari kelompok Simon Hippenmeyer, profesor di Institut Sains dan Teknologi Austria (IST Austria), kini telah mengungkap novel, peran yang berlawanan untuk Cdkn1c. Ketika Cdkn1c hanya dihilangkan dalam sel-sel tertentu dari otak, sel-sel ini mati, dengan alasan untuk peran mempromosikan pertumbuhan baru Cdkn1c. Penelitian baru ini diterbitkan hari ini di jurnal Komunikasi Alam.

Simon Hippenmeyer dan kelompok penelitiannya, termasuk penulis bersama Susanne Laukoter (mahasiswa PhD), Robert Beattie (postdoc) dan Florian Pauler (asisten teknis senior), menghapus Cdkn1c di daerah otak yang disebut korteks serebral pada tikus dan menemukan hasil yang mengejutkan : Bertentangan dengan apa yang sebelumnya dipikirkan, korteks lebih kecil, tidak lebih besar, daripada pada hewan dengan jumlah Cdkn1c yang normal. Untuk memahami paradoks yang tampak ini, para peneliti membandingkan efek hilangnya Cdkn1c pada seluruh hewan dengan hilangnya gen hanya dalam jaringan tunggal atau bahkan dalam sel tunggal pada tikus yang sedang berkembang.

Mempelajari perkembangan otak dan fungsi gen pada tingkat sel tunggal dengan MADM

Menggunakan teknik genetik yang disebut Mosaic Analysis with Double Markers (MADM) memungkinkan para peneliti untuk menjatuhkan gen yang tertarik pada sel tunggal dan pada saat yang sama, memvisualisasikan efek penghapusan gen pada sel-sel ini di bawah mikroskop. Ketika mereka menghilangkan gen Cdkn1c dalam sel di seluruh korteks, korteks lebih kecil. "Ketika kita mengeluarkan gen, sel-sel mati. Faktanya, kita melihat kematian masif dengan apoptosis," jelas Hippenmeyer.

Dalam korteks di mana Cdkn1c dikeluarkan, para peneliti selanjutnya memodifikasi sel tunggal dengan MADM untuk mengamati nasib mereka. Mereka menemukan bahwa jika sebuah sel memiliki dua salinan Cdkn1c yang utuh, sel itu terlindungi dari kematian. Jika sel hanya memiliki satu salinan Cdkn1c yang utuh, sel itu mati. Menariknya, tidak masalah apakah DNA, "instruksi manual" dalam sel kita yang mendefinisikan bagaimana produk seperti protein dibuat, aktif dan dengan demikian memungkinkan pembentukan protein, atau tidak. Hanya dengan memiliki dua salinan DNA utuh, manual instruksi utuh, sudah cukup untuk melindungi sel dari kematian.

Implikasi untuk studi tentang malformasi otak dan perkembangan tumor

Untuk Hippenmeyer, penelitian ini menggarisbawahi pentingnya mempelajari kedua efek sistemik dari hilangnya gen (yaitu hilangnya gen pada seluruh hewan) dan efek dari hilangnya gen pada sel-sel individual. "Metode kami mengungkapkan fungsi baru Cdkn1c, karena mengeluarkan gen dalam satu sel memiliki efek yang berbeda secara mendasar dari mengeluarkannya pada seluruh hewan. Efek sistemik dapat menutupi efek yang diamati pada sel-sel individual. Penting juga untuk mempelajari ini dalam kondisi manusia yang mengarah pada malformasi otak, seperti mikrosefali. "

Karena Cdkn1c dan perannya dalam perkembangan tumor telah dipelajari secara luas, penelitian baru ini kemungkinan juga memiliki implikasi penting untuk bidang ini, kata Florian Pauler. "Ada minat pada Cdkn1c karena dianggap sebagai penekan tumor. Seperti sel tunggal dan jaringan individu yang kami pelajari, tumor juga dapat dilihat sebagai non-sistemik. Jadi, temuan kami mengubah cara kita berpikir tentang Cdkn1c, juga pada tumor. "

Di masa depan, Hippenmeyer dan kelompok penelitiannya akan terus mengeksplorasi mekanisme dan fungsi Cdkn1c. "Ketika potongan DNA ini hilang, sesuatu yang mendasar berubah dan kematian dipicu dalam sel. Tentu saja, kami ingin sekarang tahu mengapa dan bagaimana ini terjadi," Hippenmeyer menegaskan.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.