Sel Hewan Dihubungkan Nanotube Pengirim Sinyal Elektrik Seperti Jembatan

Tinuku
KeSimpulan - Nanotubes membantu sel mengirim pesan. Kabel mengirimkan sinyal-sinyal listrik antar sel dalam berkomunikasi.

Para peneliti menemukan alat komunikasi sel yang dapat menerangi aktivitas mulai dari membangun embrio otak. Sebuah tim peneliti yang berbasis di Norwegia melaporkan hari ini di Proceedings of the National Academy of Sciences dimana sinyal listrik menular jauh antar sel dengan menggunakan nanotube (kabel ultra tipis yang mengandung protein actin) dan 'jembatan persimpangan' yang terlibat dalam proses.

Jembatan penghubung adalah protein yang membentuk pori-pori di antara dua sel yang berdekatan dan menghubungkan sel-sel hewan secara langsung. Sampai saat ini, sinyal listrik yang cepat tetapi terbatas modus komunikasi atau terutama pada sel-sel jantung dan otak. Tetapi karena banyak jenis dan bentuk sambungan nanotube sel dan kesenjangan, tampaknya bahwa komunikasi listrik akan meluas.

"Sel-sel kini memiliki kabel telepon untuk berbicara satu sama lain," kata Hans-Hermann Gerdes, biolog seluler di University of Bergen dan kolega.

Studi ini menunjukkan bahwa "sel dapat menggunakan komunikasi elektronik jarak jauh dan menjadi lebih saling terkait dari yang kita duga," kata Daniel Davis, biolog seluler dari Imperial College London.

Enam tahun yang lalu dengan menggunakan mikroskop cahaya, tim Gerdes menemukan peregangan kabel ultrathin antar sel ginjal untuk jarak lebih panjang dari diameter sel tersebut. Mereka menamakan dengan tunnelling nanotubes (sekarang disebut membrane nanotubes).

Berbagai jenis sel dapat melakukan transportasi molekul melalui nanotube dalam cawan petri laboratorium. Sebagai contoh, HIV-1 dapat melakukan perjalanan nanotube yang menghubungkan ke sel-sel kekebalan dan prion melewati nanotube yang menghubungkan neuron. Namun hingga kini cara-cara di mana sel mungkin menolak nanotube atau membuka membran sel lain dan memasukkan muatan belum jelas. Selanjutnya, tidak ada bukti kuat bahwa nanotube secara fisiologis relevan, klaim untuk nanotube sulit diterima bagi banyak ilmuwan.

Walther Mothes, mikrobiolog di Yale University di New Haven, Connecticut, yang terkenal bersikap kritis di bidang nanotube, terkesan dengan temuan ini karena demonstrasi penggunaan celah sambungan nanotube dalam mengirimkan sinyal. "Saya kira bidang nanotube belum mampu menjelaskan fenomena dengan konsep biologis yang ada. Tapi laporan ini menandai kembalinya konsep sel biologis yang masuk akal, celah sambungan yang benar-benar masuk akal," kata Mothes.

Menggunakan electrophysiological techniques, para peneliti menunjukkan bahwa saat melewati nanotube menyebabkan saluran ion membuka dalam membran sel penghubung. Masuknya ion yang dihasilkan pada gilirannya dapat memodulasi jalur yang terlibat dalam proses seperti gerakan sel. Tetapi penulis menemukan jika kesenjangan sambungan tidak aktif atau tidak ada maka arus tidak mengalir.

Ini adalah sinyal jarak jauh yang dapat menjelaskan sel terkoordinasi dan migrasi yang diamati dalam membangun embrio. Sebagai contoh, sel-sel berkumpul menjadi dua kali lipat untuk membentuk neural tube, perintis ke sistem saraf pusat dalam embrio vertebrata. Sel-sel yang jelas berkomunikasi untuk menyinkronkan perilaku mereka, tapi bagaimana sel-sel melakukannya tidak jelas.

Sinyal listrik yang dimediasi nanotube memberikan alternatif untuk modus komunikasi sel-sel lainnya yang memerlukan kontak langsung atau melarut cairan sel. Gerdes mengatakan temuan ini berarti lapisan komunikasi ekstra yang hadir dalam otak manusia, meningkatan kompleksitas sistem secara "drastis".

"Para peneliti ini telah mengidentifikasi cara menarik bahwa sel dapat berkomunikasi dari jauh. Itu berarti Anda tidak bisa lagi hanya berpikir sel akan menyentuh satu sama lain untuk mengkoordinasikan gerakan. Memahami penyampaian informasi fisiologis nanotube ini akan menjadi pertanyaan kunci untuk masa depan," kata Michael Levin dari Tufts University, Medford, Massachusetts.
  1. Xiang Wang, Margaret Lin Veruki, Nickolay V. Bukoreshtliev, Espen Hartveit, and Hans-Hermann Gerdes (Department of Biomedicine, University of Bergen, 5009 Bergen, Norway). Animal cells connected by nanotubes can be electrically coupled through interposed gap-junction channels, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), September 20, 2010, DOI:10.1073/pnas.1006785107
  2. Rustom, A. et al. Science 303, 1007-1010 (2004)
  3. Amy Maxmen, Nature, DOI:10.1038/news.2010.482
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment