Sebuah tim dari University of Geneva telah mengidentifikasi dua protein baru yang mengatur ekspresi gen, sebuah penemuan yang dapat membuka jalan bagi kanker baru dan perawatan gangguan otak.
Sel tergantung pada pembacaan urutan DNA yang tepat untuk berfungsi dengan benar. Proses ini, yang dikenal sebagai ekspresi gen, menentukan instruksi genetik mana yang diaktifkan. Ketika ini gagal, bagian genom yang salah dapat diaktifkan, yang menyebabkan kanker dan gangguan perkembangan saraf. Para ilmuwan di University of Geneva telah mengidentifikasi dua protein yang memainkan peran kunci dalam mengatur mekanisme penting ini, membuka jalan untuk menjanjikan perawatan baru yang bisa lebih efektif dan kurang beracun daripada yang saat ini tersedia. Temuan mereka diterbitkan di Komunikasi Alam.
DNA manusia mengandung lebih dari 20.000 gen dan akan meregangkan hampir dua meter jika sepenuhnya tidak dilapisi. Agar sesuai dengan jumlah informasi yang sangat besar ini ke dalam ruang kecil dalam sel – hanya berdiameter 10 hingga 100 mikrometer – harus dipadatkan erat. Ini adalah pekerjaan kromatin, kompleks protein yang mengemas dan mengembun DNA dalam inti sel. Namun, dalam bentuk kental ini, DNA tidak dapat dibaca dan karenanya tidak aktif. Protein lain diperlukan untuk merombak kromatin, memungkinkan akses ke sekuens DNA spesifik pada waktu dan tempat yang tepat, sehingga sel dapat membaca instruksi genetik yang menentukan fungsinya di dalam tubuh.
Kedua protein ini bisa menjadi target terapeutik yang menjanjikan untuk penyakit yang terkait dengan remodeling kromatin yang terganggu – dan berpotensi menawarkan perawatan yang kurang beracun daripada opsi saat ini.
Mekanisme epigenetik ini – regulasi ekspresi gen – terkadang bisa serba salah. Ketika wilayah DNA yang salah dibuka, ia dapat mengganggu identitas sel – dengan kata lain, fungsinya. “Inilah yang kami amati dalam sel kulit, misalnya,” jelas Simon Braun, asisten profesor di Departemen Kedokteran Genetik dan Pengembangan di Fakultas Kedokteran Universitas Jenewa. “Jika daerah yang tidak tepat dari kromatin terpapar, bagian genom yang meningkatkan pertumbuhan sel abnormal dapat menjadi aktif, berpotensi mengarah pada kanker kulit. Jika disregulasi ini terjadi dalam mengembangkan neuron, itu juga dapat berkontribusi pada gangguan neurologis seperti autisme.”
Dua protein utama diidentifikasi
Berkat penelitian terbaru, Simon Braun dan timnya telah mengidentifikasi dua protein – MLF2 dan RBM15 – yang mengatur renovasi kromatin. “Ini adalah yang pertama,” kata Hanna Schwämmle, seorang kandidat doktor di Departemen Kedokteran Genetik dan Pengembangan di Universitas Kedokteran Universitas Jenewa dan penulis pertama penelitian ini. “Temuan kami menunjukkan bahwa kedua modulator ini dapat menjadi target terapi yang menjanjikan untuk penyakit yang terkait dengan renovasi kromatin yang terganggu – dan berpotensi menawarkan perawatan yang kurang beracun daripada opsi saat ini.”
Untuk mengidentifikasi kedua protein ini, para ilmuwan menggunakan metode skrining CRISPR-CAS9. Alat pengeditan gen revolusioner ini, yang dikembangkan oleh dua peneliti – satu orang Prancis dan satu Amerika – pada tahun 2012, memungkinkan gen untuk dimodifikasi atau dinonaktifkan, mengungkapkan peran mereka dalam sel. Lebih dari 20.000 gen dianalisis sebelum dua gen kunci, pengkodean untuk protein MLF2 dan RBM15, diidentifikasi. Seluruh percobaan dilakukan di University of Geneva.
“Langkah selanjutnya adalah menilai apakah menargetkan MLF2 dan RBM15 dapat membunuh sel kanker atau hanya memperlambat pertumbuhan mereka. Dalam jangka panjang, tujuannya adalah untuk mengidentifikasi molekul yang paling efektif untuk memperbaiki disfungsi remodeling kromatin,” simpul Simon Braun.
