Penemuan Protein Berusia Sangat Panjang

Salah satu misteri terbesar dalam biologi adalah mengapa sel menua. Sekarang para ilmuan dari Lembaga Studi Biologi Salk melaporkan kalau mereka telah menemukan sebuah kelemahan dalam sebuah komponen sel otak yang dapat menjelaskan bagaimana proses penuaan terjadi di otak.

Para ilmuan menemukan kalau protein tertentu, yang disebut protein berusia sangat panjang (extremely long-lived proteins – ELLP), yang ditemukan di permukaan inti sel syaraf, memiliki rentang usia sangat panjang.

 Sementara rentang hidup sebagian besar protein hanya dua hari atau kurang, para peneliti Lembaga Salk menemukan ELLP dalam otak tikus sama tuanya dengan organisme tersebut, temuan yang mereka laporkan tanggal 3 Februari 2012 dalam jurnal Science.

Para ilmuan Salk adalah yang pertama menemukan mesin intrasel esensial yang komponennya mencakup protein setua ini. Hasil mereka menunjukkan kalau protein tersebut hidup sepanjang usia individu, tanpa digantikan.

 ELLP menyusun saluran transport di permukaan inti sel; gerbang yang mengendalikan bahan apa yang masuk dan keluar. Usianya yang panjang mungkin menguntungkan jika tidak untuk kerusakan dan kerobekan yang dirasakan protein ini seiring waktu. Berbeda dengan protein lain di tubuh, ELLP tidak digantikan ketika mereka mengalami perubahan akibat modifikasi kimia dan kerusakan lainnya.

Kerusakan pada ELLP melemahkan kemampuan saluran transport tiga dimensi yang teridri dari potein ini untuk menjaga inti sel dari racun, kata   Martin Hetzer, professor Laboratorium Biologi Sel dan Molekuler Salk, yang mengepalai penelitian ini. Racun ini dapat mengubah DNA sel dan karenanya aktivitas gen, menghasilkan penuaan sel.

 Di danai oleh Yayasan Medis Ellison dan Yayasan Penelitian Medis Glenn, kelompok peneliti Hetzer adalah satu-satunya lab di dunia yang menyelidiki peran saluran transport ini, yang disebut komplek pori inti (nuclear pore complex – NPC), dalam proses penuaan.

Studi sebelumnya telah mengungkapkan kalau pengubahan ekspresi gen berada di balik sel penuaan. Namun, hingga penemuan lab Hetzer kalau NPC mamalia memiliki sebuah Achilles’ heel yang memungkinkan racun perusak DNA memasuki inti sel, masyarakat ilmiah telah memiliki beberapa petunjuk kuat mengenai bagaimana perubahan gen ini terjadi.

 “Tampilan dasar penuaan adalah penurunan keseluruhan kapasitas fungsional berbagai organ seperti jantung dan otak,” kata Hetzer. “Penurunan ini diperoleh dari peluruhan homeostasis, atau stabilitas internal, dalam sel penyusun organ tersebut. Penelitian terbaru dalam beberapa laboratorium telah menghubungkan peluruhan homeostasis protein dengan penurunan fungsi sel.”

Hasil yang dilaporkan Hetzer dan timnya menunjukkan kalau penurunan fungsi sel syaraf dapat berasal dari ELLP yang meluruh sebagai hasil kerusakan seiring waktu.

 “Sebagian besar sel, namun tidak sel syaraf, menghadapi peluruhan fungsi komponen protein mereka lewat proses penggantian protein, yang secara potensial merusak bagian dari protein yang digantikan dengan salinan fungsional barunya,” kata Hetzer.

 “Penemuan kami juga menunjukkan kalau peluruhan pori inti dapat menjadi mekanisme penuaan umum yang membawa pada kerusakan berkait penuaan dalam fungsi inti sel, seperti hilangnya program ekspresi gen kemudaan,” tambahnya.

 Penemuan ini dapat terbukti relevan dengan pemahaman asal usul molekuler penuaan dan gangguan neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer dan penyakit Parkinson.

 Dalam studi sebelumnya, Hetzer dan timnya menemukan filament besar dalam inti sel syaraf tikus tua, yang asal usulnya terlacak ke sitoplasma. Filament demikian telah berkaitan dengan penyakit neurologis seperti penyakit Parkinson. Apakah molekul yang salah letak merupakan penyebab atau hasil dari penyakit ini belum ditentukan.

 Juga dalam penelitian sebelumnya, Hetzer dan timnya mendokumentasikan penurunan tergantung usia dalam fungsionalitas NPC dalam sel syaraf tikus menua yang sehat, yang merupakan model laboratorium biologi manusia.

 Tim Hetzer mencakup koleganya dari Lembaga Salk serta John Yates III, seorang professor dari Jurusan Fisiologi Kimia di Lembaga Penelitian Scripps.

 Ketika Hetzer memutuskan tiga tahun lalu untuk menyelidiki apakah NPC berperan dalam memicu atau membantu pemunculan penuaan dan penyakit neurodegeneratif lainnya, beberapa anggota masyarakat ilmiah telah memperingatkannya kalau studi demikian terlalu kabur dan akan sulit serta mahal untuk dijalankan. Namun Hetzer tetap melakukannya.

dikutip dari faktailmiah.com