Sel

Wawasan baru mengenai regulator yang mengontrol bentuk sel

Edmund Beecher Wilson / Public domain

“Pertama kalinya kami dapat melihat protein-protein ini secara kolektif, daripada secara individual, serta beberapa wawasan yang sangat menarik. “ Jelas  Evangelia Petsalaki, Research Group Leader di EMBL-EBI. “Ini juga menjadi sumber untuk ilmuwan lain yang ingin mencari tahu lebih banyak tentang regulator bentuk sel favorit mereka.”

Mengapa sel berubah bentuk?

Perubahan bentuk sel merupakan dasar dari banyak proses biologis awal, dari pembelahan sel menjadi migrasi sel, dan dari membangun organ selama perkembangan embrionik hingga pengawasan sel kekebalan. Ketika sel tidak dapat mengontrol perubahan bentuknya, ratusan penyakit dapat terjadi, termasuk kanker dan gangguan perkembangan.

Pendekatan sistem

“Untuk memahami perubahan bentuk sel, pertama-tama kita harus memahami konsep lokalisasi, yang mengacu pada di mana di dalam sel sesuatu terjadi, kapan dan berapa lama.” ucap salah satu penulis Oliver Rocks dari MDC. “Misalnya, agar sel dapat bergerak, bagian depan harus menonjol dan bagian belakang harus menarik. Ini membutuhkan kombinasi GTPase yang berbeda untuk bertindak pada waktu tertentu di berbagai bagian sel, jika tidak, sel tidak akan pergi ke mana pun.”

Protein mengontrol apa yang dilakukan GTPase, kapan dan di mana, mirip smart home assistant yang bisa menghidupkan atau mematikan lampu di rumah. RhoGEF mengaktifkan GTPase dan RhoGAP mematikannya. Jadi keseimbangan yang tepat dari RhoGEF dan RhoGAP tertentu memungkinkan kontrol bentuk sel yang sangat lokal. Keseimbangan ini belum dipahami dengan baik, tetapi dieksplorasi secara rinci dalam penelitian ini. Termasuk menganalisis di mana 141 dari 145 RhoGEFs dan RhoGAPs bertindak dalam sistem sel, dengan apa mereka berinteraksi, lokalisasi dan kekhususan mereka.

Para peneliti menemukan bahwa proses perubahan bentuk sel tidak hanya dikendalikan oleh RhoGEF atau RhoGAP tunggal saja, tetapi yang berbeda pun bekerja bersama untuk mengontrol berbagai aspek penataan ulang sitoskeleton. Mereka juga menemukan bagaimana perilaku kolektif protein pengatur ini berkontribusi menciptakan gradien sinyal RhoGTPase, bukan hanya kegiatan yang didistribusikan secara seragam. Mekanisme dimana sel membentuk zona lokal seperti aktivitas protein dan mencegah sinyal bocor ke area sel yang tidak diinginkan.

Focal adhesions

Agar sebuah sel bergerak ke arah tertentu, ia membutuhkan urutan dua proses berlawanan: jorokan di bagian depan sel dan kontraksi pada tubuh sel. Dua aspek penataan ulang sitoskeleton dikendalikan oleh dua GTPase – RAC1 dan RHOA. Ketika RAC1 berada di level tinggi dan RHOA di level rendah, jorokan terjadi di bagian depan sel. Di sisi lain, ketika RHOA berada di level tinggi, dan RAC1 di level rendah, kontraksi terjadi di tubuh sel. Jadi bagaimana zona pensinyalan kunci ini dikendalikan?

Focal adhesions merupakan struktur tempat sel menempel pada lingkungannya. Yang mengejutkan para peneliti, mereka menemukan bahwa Focal adhesions berfungsi sebagai platform yang dapat menampung berbagai jenis pengatur bentuk sel. Ketika mereka terbentuk, matang dan memisah dalam suatu siklus, mereka bergerak dari pinggiran sel ke pusat. Penelitian ini menemukan bahwa Focal adhesions yang baru terbentuk dan Focal adhesions dewasa terletak di berbagai tempat di dalam sel dan merakit berbagai jenis regulator. Proses ini secara spasial memisahkan mereka untuk membuat zona pensinyalan yang mengontrol migrasi sel.

Makalah ini juga membuka berbagai jalan penelitian baru, ”simpul Petsalaki. “Ini seperti toko serba ada bagi para peneliti yang tertarik untuk mencari tahu lebih banyak tentang pensinyalan Rho dan pengatur pilihan mereka.”

Jurnal Referensi:

Muller, P.M., et al. (2020). Systems-analysis of RhoGEF/RhoGAP regulatory proteins reveals spatially organized RAC1 signalling from integrin adhesionsNature Cell Biology. Published online 23 March; DOI: 10.1038/s41556-020-0488-x

Tautan ke artikel asli: New insights into the regulators that control cell shape / EMBL-EBI

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan penerjemahan menjadi tanggungjawab kami.