Protein yang menyala dalam matriks seperti lembar yang membungkus jaringan menawarkan alat baru untuk mempelajari segala sesuatu mulai dari penyakit ginjal hingga penuaan. – Sains Terkini

Peneliti Duke University telah membuat film selang waktu pertama dari kisi-kisi mirip lembaran yang mengelilingi dan mendukung sebagian besar jaringan hewan.

Lapisan tipis matriks ekstraseluler yang dikenal sebagai membran basal melapisi banyak permukaan tubuh seperti kulit, pembuluh darah dan saluran kemih; dan itu mengelilingi otot, lemak, dan saraf perifer. Sementara membran basal memainkan peran penting dalam pengembangan, fungsi jaringan, dan penyakit manusia, memvisualisasikannya dalam organisme hidup masih sulit dilakukan, sampai sekarang.

Dengan memodifikasi secara genetik C. elegans cacing untuk membuat protein membran basement yang bercahaya di bawah cahaya neon, para peneliti mengatakan adalah mungkin untuk melihat untuk pertama kali bagaimana membran basement dirakit selama pengembangan, dan bagaimana mereka berubah dan beregenerasi sepanjang hidup. Pekerjaan ini dapat membantu menentukan dengan tepat apa yang mungkin terjadi pada penyakit manusia mulai dari penyakit ginjal hingga kanker invasif.

"Kami tidak akan berada di sini tanpa membran dasar," kata profesor biologi Duke David Sherwood, yang memimpin penelitian.


Membran bawah tanah telah ada selama lebih dari 600 juta tahun, sejak hewan multisel pertama berevolusi dari nenek moyang sel tunggal mereka.

Mereka adalah selotip Scotch yang membantu menempelkan sel bersama untuk membentuk jaringan, menjaga kulit yang sehat. Mereka adalah saringan molekuler yang menyaring darah di ginjal, melindungi pembuluh darah dan otot dari peregangan dan kompresi, dan memiliki faktor pertumbuhan yang memberi tahu sel ke mana harus pergi, apa yang menjadi, dan kapan harus membelah.

Tetapi karena sebagian besar membran dasar terletak jauh di dalam tubuh, di luar jangkauan mikroskop cahaya, memvisualisasikannya dalam jaringan hidup sulit dilakukan pada manusia.

Jadi tim Sherwood melihat mereka dalam cacing transparan sepanjang milimeter, menggunakan teknik penyuntingan gen yang disebut CRISPR untuk memberi label 29 protein membran basement dengan label bercahaya hijau untuk melihat kapan dan di mana setiap protein ditemukan menggunakan mikroskop time-lapse.

Melihat sekilas protein ini beraksi di dalam hewan hidup menawarkan gambaran yang jauh lebih lengkap daripada percobaan sebelumnya yang mengamati jaringan yang dibedah dan diperbaiki, yang hanya memberikan gambaran protein yang membeku dalam waktu, kata rekan pascadoktor Eric Hastie.

"Akibatnya, mereka secara umum dianggap sebagai struktur statis 'membosankan'," kata Hastie.

Dalam beberapa film, para peneliti melacak protein fluorescent bergerak di dalam membran bawah tanah yang melapisi tenggorokan cacing. Di tempat lain, mereka menyaksikan perombakan cepat membran basement yang mengelilingi gonad cacing ketika tumbuh lebih dari 90 kali lipat.

Anehnya, film-film tersebut menunjukkan bahwa sebagian besar protein membran basement tidak bertahan setelah disimpan. Sementara beberapa komponen inti bersifat statis, para ilmuwan terkejut melihat banyak protein yang bergerak dalam perancah stabil ini.


"Temuan kami menunjukkan membran dasar dengan cepat mengubah sifat mereka untuk mendukung jaringan yang aktif secara mekanis dan mereka dapat bertindak sebagai jalan raya yang memungkinkan faktor pertumbuhan untuk bepergian dengan cepat," kata Sherwood.

"Kami baru saja mulai bermain dengan tool kit ini," kata Hastie. Tetapi tim mengatakan pekerjaan mereka menawarkan cara baru untuk mempelajari cacat membran basal yang mendasari degenerasi jaringan selama penuaan, dan penyakit mulai dari diabetes hingga distrofi otot.

Penelitian ini didukung oleh American Cancer Society (129351-PF-16-024-01-CSM) dan National Institutes of Health (F31 HD097901, F32GM103148, R35GM118049, R21HD084290).

Referensi:

Material disediakan oleh Universitas Duke. Asli ditulis oleh Robin A. Smith. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

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