Teknik Untuk Mengamati Gen Bekerja Secara Real Time

Tinuku
(KeSimpulan) Bagaimana protein manusia yang dibuat DNA dapat diikuti secara real time. Para ilmuwan telah melihat ekspresi gen individu di dalam sel manusia. Pengetahuan tentang dinamika ekspresi gen secara real-time dapat membantu peneliti untuk menjelaskan variasi di antara sel-sel genetis identik dan proses-proses molekuler yang mengarah ke kanker.

Secara tradisional, biolog dan biokimiawan sel meneliti waktu rata-rata perilaku ribuan hingga jutaan sel untuk memahami bagaimana informasi yang terkandung dalam gen digunakan dalam membuat protein. Kemudian, pada akhir 1990-an, peneliti mengembangkan teknik untuk tag gen sehingga menghasilkan sinyal fluorescent saat blueprint ditranskripsi menjadi protein yang dikenal sebagai messenger RNA (mRNA).

Selain itu para peneliti telah mencitrakan gen individu pada bakteri dan hewan bersel tunggal serta mengidentifikasi alunan bersama pada tingkat konstan seperti yang telah diasumsikan.

Namun hingga kini tidak ada seorang pun mampu menerapkan teknik visualisasi dalam mengamati sebuah gen tunggal dalam sel mamalia. "Ini merupakan evolusi berkelanjutan dari suatu teknologi yang akan merevolusi cara orang berpikir tentang biologi," kata Gordon Hager, biolog sel dari National Cancer Institute di Bethesda, Maryland, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Masalah utama pada metode sebelumnya dalam memvisualisasikan transkripsi sel mamalia yaitu peneliti membutuhkan letupan sel dengan ratusan sekuens dari gen yang khusus ditandai. Begitu masuk sel, gen yang ditandai tersebut dimasukkan ke dalam genome sel secara acak. Beberapa wilayah genome secara alami ditranskripsi menjadi protein pada tingkat tinggi, sedangkan wilayah lain pada dasarnya diam. Dengan demikian secara keseluruhan terjadi proses mengaburkan perilaku gen tertentu.

"Dalam sistem kami, garis sel memiliki target dalam urutan genome dan urutan apapun yang anda kirimkan akan selalu menuju ke tempat tersebut. Anda dapat membuat garis sel yang berbeda dan tidak khawatir ke mana gen akan masuk," kata Yaron Shav-Tal, biologi sel dari Bar-Ilan University di Ramat Gan, Israel. Shav-Tal dan rekan-rekannya melaporkan teknik tersebut kemarin di Nature Methods.

Untuk menguji metode ini, mereka membuat dua klon garis sel embrio ginjal manusia dengan versi rekayasa dari gen cyclin D1 yang mengontrol siklus sel. Kedua klon termasuk urutan DNA yang memungkinkan fluorescent protein disajikan dalam sel untuk mengikat cyclin D1 RNA pada saat ditranskripsikan. Satu klon tergantung pada promotor alami gen (situs pengikat enzim polymerase yang ditranskirpsi ke mRNA) sedangkan yang lain adalah fusi promotor virus yang diketahui mengekspresikan gen secara berlebih dengan memproduksi mRNA yang berlimpah.

Dengan memvisualisasikan proses yang terjadi di tingkat gen tunggal, para peneliti dapat bekerja di luar mekanisme yang berbeda dengan transkripsi di antara promotor manusia dan virus. Sel-sel dengan promotor normal ditutup pada sekitar 20 menit pada setiap 200 menit, sedangkan sel-sel dengan promotor virus tetap aktif pada kisaran 10 jam. Lebih penting lagi, kedua kelompok sel direkrut dua kali lebih banyak seperti enzim polymerase (sekitar 14) yang penuh sesak di sepanjang untaian gen, semua menghasilkan mRNA.

Metode ini memungkinkan para peneliti dapat meneliti mekanisme promotor lainnya serta fenomena yang berbeda seperti perendaman dalam hormon yang dihasilkan oleh sistem endokrin. "Ini merupakan pandangan baru. Kita sekarang tahu bahwa jika seluruh populasi sel identik, masing-masing memiliki profil ekspresi yang berbeda," kata Shav-Tal.
  1. Bertrand, E. et al. Mol. Cell 2, 437-445. doi:10.1016/S1097-2765%2800%2980143-4 (1998)
  2. Yu, J., Xiao, J., Ren, X., Lao, K. & Xie, X. S. Science 311, 1600-1603. doi:10.1126/science.1119623 (2006)
  3. Yunger, S., Rosenfeld, L., Garini, Y., & Shav-Tal, Y. Nature Methods doi:10.1038/nmeth.1482 (2010).
  4. Borrell, B. Nature. doi:10.1038/news.2010.358 (2010)
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment