Langsung ke konten utama

Penuaan sel dan Protein Multidrug resistance atau MDR

loading...
bisnis online
(KeSimpulan) Panjang umur sel dikaitkan dengan tingkat pompa seluler yang menyingkirkan produk sel beracun. Sebuah keluarga pompa molekul protein yang melintasi membran sel dapat membantu menjelaskan mengapa sel ragi (dan mungkin sel-sel dari organisme lain) tidak dapat terus memproduksi salinan sendiri untuk selamanya. Protein yang sama mungkin juga menjelaskan bagaimana sel-sel batang dan kanker terus membagi.

Sel ragi (seperti sel-sel kita sendiri) memiliki kemampuan yang terbatas untuk mereproduksi diri mereka sendiri. sel ibu 'hanya bisa menghasilkan 20-30 anak perempuan' sebelum kehilangan kemampuan untuk replikasi dan mati. Para ilmuwan telah mengajukan sejumlah penjelasan kemungkinan mengapa hal ini terjadi, tetapi mereka belum mendapat kunci di bawah mekanisme yang tepat.

Penelitian terbaru yang dilaporkan kemarin di Nature Cell Biology adalah implikasi keluarga protein yang disebut protein Multidrug resistance (MDR). Para peneliti mengatakan bahwa temuan juga dapat membantu untuk menjelaskan kemampuan sel batang untuk tetap bereplikasi. Protein MDR adalah protein yang dikenal terbaik untuk membantu obat antikanker terhadap sel-sel kanker, tetapi mereka juga mengangkut senyawa masuk dan keluar ke sel-sel normal.

Rong Li dan koleganya di Stowers Institute for Medical Research di Kansas City, Missouri, mengidentifikasi bahwa ragi yang kekurangan protein MDR tertentu memiliki umur lebih pendek dalam reproduksi, menghasilkan sel anak lebih sedikit. Sedangkan ragi rekayasa mengandung lebih banyak pompa, namun dapat menghasilkan lebih banyak anak perempuan.

Para ilmuwan telah lama menggunakan ragi roti bersel tunggal (Saccharomyces cerevisiae) sebagai model untuk mempelajari proses penuaan. Sel ini tidak membelah seperti sel kulit atau sel usus. Divisi asimetris dan tunas sel-sel kecil baru dari sel induk yang menghasilakan 'ibu' dan 'putri' yang tidak identik. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa selama membagi ibu melestarikan kerusakan protein dan komponen selular lain yang terbukti bisa berbahaya bagi tunas.

"Sang ibu sangat altruistik dan menjaga semua hal buruk dirinya sendiri," kata Li. Memang, beberapa kelompok penelitian telah mengemukakan bahwa kemampuan terbatas reproduksi ibu merupakan hasil akumulasi senyawa rusak dan racun.

Li dan rekan-rekannya, bagaimanapun telah menguji hipotesis lain. Mereka mengidentifikasi bahwa pembagian ragi juga menghasilkan ketidaksamaan distribusi protein MDR. Sel ibu mempertahankan protein MDR asli ketika mendapatkan tunas muda yang baru membentuk protein MDR. Karena pasokan ibu tidak pernah diisi kembali, dia harus mengandalkan protein MDR yang dibawa sejak lahir.

Seiring waktu peluruhan protein ini. Beberapa kehilangan hanya bagian dari fungsinya, sedangkan yang lain mungkin tidak dapat hidup sama sekali. Li dan rekan-rekannya mengukur tingkat kerusakan dan mengembangkan sebuah model untuk lebih memahami dinamika protein MDR selama hidup sel. Model ini menyarankan bahwa protein kehilangan sebagian besar fungsinya sama seperti sel menginjak akhir kehidupan reproduksinya. "Kami mulai mendapatkan pemikiran mungkin protein ini yang membatasi umur sel," kata Li.

Jika kehilangnya protein MDR berkontribusi pada penuaan, maka sel-sel yang tidak bisa membuat protein ini harus memiliki rentang hidup lebih pendek. Untuk menguji hipotesis ini, para peneliti membuat tiga strain mutan ragi. Masing-masing tidak memiliki gen penyandi protein MDR tertentu. Kehilangan satu gen MDR mengurangi jumlah anak sel yang dihasilkan antara 11% hingga 66% tergantung pada gen yang dimatikan oleh para peneliti.

Selanjutnya para peneliti menambahkan salinan ekstra pada setiap gen. "Ini benar-benar sebuah variasi yang sangat kecil pada tingkat ekspresi," kata Li. Hal ini tetap berpengaruh. Para peneliti melihat peningkatan 10-20% dalam jangka hidup.

Mekanisme baru tidak selalu menghalangi jalur lain yang telah dikaitkan dengan penuaan seperti perkembangan racun. Protein MDR membantu sel menghilangkan racun sehingga ketika mereka mulai gagal, racun yang terkumpul lebih cepat. "Ini seperti dua sisi mata uang yang sama," kata Li.

Jalur MDR mungkin juga akan terikat pada efek pembatasan kalori. Membatasi asupan kalori diet tampaknya menjadi cara ampuh untuk meningkatkan umur panjang di banyak organisme. "Jika anda membatasi metabolisme maka dapat mengurangi generasi dari banyak senyawa beracun. Penuaan tidak hanya satu hal saja. Ini merupakan kombinasi dari proses yang mempengaruhi satu sama lain," kata Li.

Brian Kennedy, chief executive Buck Institute for Age Research di Novato, California, mengatakan studi ini "memunculkan hipotesis baru dan menarik tentang apa yang menyebabkan penuaan pada ragi". Terlebih lagi keluarga protein ini akan kekal dalam organisme lain sehingga mungkin terlibat dalam proses penuaan secara lebih umum. "Ada banyak data menarik untuk mendukung model," kata Kennedy.

Hanya, bagaimana menerjemahkan temuan bagi manusia, masih belum jelas. Sel induk juga mengalami pembagian asimetris. Penelitian "menimbulkan kemungkinan menarik bahwa modus regulasi serupa dapat mempengaruhi penuaan sel induk selama penuaan manusia," kata Matt Kaeberlein dari University of Washington Medical School di Seattle yang meneliti umur panjang pada ragi, cacing dan tikus.

Li mengatakan mekanisme MDR mungkin juga membantu menjelaskan mengapa sel-sel kanker banyak diisi dengan MDR yang tampaknya abadi.
  1. Eldakak, A. et al. Nature Cell Biol. doi:10.1038/ncb2085 (2010)
  2. Willyard, C. Nature. doi:10.1038/news.2010.373 (2010)
bisnis online
Ikuti sains dan teknologi terkini di: Laporan Penelitian. Update via: Google+ Twitter Facebook Pinterest YouTube
Kesimpulan.com menerima konten tentang teknologi, sains, lingkungan dan bisnis dari siapa saja. Kami siap untuk publikasi dan press release. Informasi lanjut kunjungi laman ini.

Komentar