Sel tidak hanya menghasilkan protein dengan kecepatan yang datar dan membosankan. Mereka menyesuaikan diri. Mereka beradaptasi. Jumlah protein yang dihasilkannya menentukan apakah suatu sel tetap fleksibel seperti sel induk atau terkunci pada pekerjaan tertentu, seperti kulit atau tulang.
Inti dari penyesuaian ini adalah ribosom. Itu pabriknya. Di dalam pabrik tersebut terdapat RNA ribosom (rRNA), struktur inti yang menyatukan semuanya dan membuatnya berfungsi.
Untuk waktu yang lama, para ilmuwan memperlakukan rRNA seperti kebisingan latar belakang. Sepotong mesin statis. Namun peneliti yang dipimpin oleh Stefan H. Stricker dari LMU Munich dan Helmholtz Munich memiliki dugaan berbeda. Mereka mempublikasikannya di Science baru-baru ini, menunjukkan bahwa rRNA tidak pasif. Itu aktif. Mengubah jumlah yang Anda miliki sebenarnya akan mengubah fungsi sel.
Sakelar Pengalih CRISPR
Kita sudah mengetahui bahwa sel yang berbeda memiliki tingkat rRNA yang berbeda. Kami tahu sel-sel yang sakit sering kali memiliki jumlah yang tidak normal. Namun apakah kelainan tersebut merupakan penyebab atau hanya efek samping? Apakah penyakit tersebut merusak rRNA, atau apakah rRNA yang rusak menyebabkan penyakit?
Korelasi bukanlah sebab-akibat. Jadi mereka membuat sebuah alat. Mereka menyebutnya TAPIR (Targeted Activation of Protein Translation). Ia menggunakan teknologi CRISPR, bukan untuk memotong gen, namun untuk mengubahnya. khususnya gen ribosom.
Ribosom membaca manual genetik dan membangun protein. TAPIR memaksa pabrik untuk membangun lebih banyak jalur perakitan. Lebih banyak garis berarti lebih banyak rRNA. Lebih banyak rRNA berarti lebih banyak kapasitas.
“Aktivasi produksi rRNA yang ditargetkan secara signifikan meningkatkan kapasitas sintetik.”
Itu buktinya. Lebih banyak rRNA tidak hanya menyertai produksi protein. Itu mendorongnya.
Alat yang Sama, Hasil yang Berlawanan
Di sinilah segalanya menjadi rumit. Biologi jarang bersikap adil dengan perbaikan sederhana.
Tim menggunakan TAPIR dalam dua model penyakit yang sangat berbeda. Hasilnya? Di depan.
Pertama, lihat sindrom Treacher-Collins. Cacat lahir langka yang menyebabkan kelainan bentuk wajah. Itu adalah ribosomopati. Ribosom tidak berfungsi dengan baik. Produksi protein yang terlalu sedikit menyebabkan hasil yang buruk. Pada tikus dengan sindrom ini, tim menemukan rRNA menggunakan TAPIR. Itu membantu. Gejalanya sedikit mereda. Hal ini menunjukkan bahwa ketika mesin tersendat-sendat, lebih banyak bahan bakar yang membantu.
Lalu, kanker pankreas.
Kanker suka tumbuh. Pertumbuhan membutuhkan protein. Jadi tumor menghasilkan rRNA untuk memenuhi rasa lapar itu. Tim menggunakan TAPIR untuk meningkatkan rRNA pada model tikus yang menderita kanker pankreas.
Tumornya tumbuh lebih cepat.
Jauh lebih cepat.
Karena mereka menekan tombol rRNA sebelum melihat pertumbuhannya, mereka membuktikan hubungan sebab akibat lagi. RRNA yang tinggi tidak hanya disebabkan oleh kanker. Itu memberinya makan. Ini mempercepatnya.
Jadi… apa yang kita lakukan dengan info ini?
Anda tidak bisa menghancurkan setiap sel dengan lebih banyak mesin protein. Itu akan membantu kelainan bawaan tetapi juga memberi makan kanker.
Tidak Ada Perbaikan yang Cocok untuk Semua
Stricker melihat ini sebagai sebuah platform, bukan obat. TAPIR membantu kita memahami mekanismenya. Hal ini menunjukkan bahwa mengendalikan biosintesis protein adalah kunci perkembangan dan pertumbuhan—dan kanker.
Jalan ke depan adalah sebuah nuansa. Bisakah kita menargetkan peningkatan pada sel-sel tulang sambil membuat tumor kelaparan? Bisakah kita menurunkan produksi tumor sekaligus melindungi jaringan sehat?
Itu bagian yang sulit.
Mesinnya sensitif. Menyesuaikannya membutuhkan ketelitian yang baru mulai kami kembangkan.
