Blueprint yang berhasil, di Daur Ulang oleh Evolusi

Rabu, 20 April 2011 - Selama perkembangan janin, sejumlah besar tipe sel khusus berbeda muncul dari telur yang dibuahi. Informasi genetiknya identik dalam seluruh sel organisme. Berbagai sifat sel muncul karena aktivitas gen dikendalikan dan diatur oleh faktor transkripsi.

Dengan menyalakan atau mematikan gen, tubuh membuat sel otot, sel tulang, sel hati dan banyak lagi.

Para ilmuan telah lama bingung karena pertanyaan apakah program pengaturan gen yang mengendalikan perkembangan ini ditemukan sekali dalam evolusi atau apakah mereka muncul kembali dalam berbagai spesies. Studi sebelumnya mendukung kedua teori masing-masing.

Sebuah tim peneliti di Austria dan Amerika Serikat sekarang melihat pada protein pengatur kunci dalam enam spesies lalat buah Drosophila. Mereka mempelajari perkembangan mesoderm, salah satu dari tiga lapisan sel awal pada janin awal semua organisme tingkat tinggi. Sel mesoderm berdiferensiasi menjadi sel otot, sel jantung, tulang dan jarnigan penghubung dsb.

“Sebagian spesies lalat buah yang kami amati berkerabat dekat seperti manusia dengan primata lainnya. Yang lain sejauh manusia dan burung,” jelas Alexander Stark, ahli biologi sistem di Lembaga Penelitian Patologi Molekuler (IMP) di Vienna dan salah satu penulis studi yang diterbitkan dalam Nature Genetics. Tim peneliti berfokus pada faktor transkripsi Twist dan mencari lokasi pengikatan Twist pada DNA berbagai spesies. Ternyata lokasi pengikatan ini sangat sama pada semua lalat, menunjukkan kalau program yang mengatur perkembangan mesodermal telah “didaur ulang” bukannya ditemukan secara independen pada hewan-hewan ini.

Selain hasil ini, studi juga menemukan kalau Twist berinteraksi dengan faktor transkripsi rekan untuk secara spesifik berikatan dengan DNA pada posisi yang tepat. Pemahaman yang lebih dalam mengenai mekanisme ini akan membantu kita memahami bagaimana organisme tingkat tinggi seperti manusia berkembang dan bagaimana kelemahan dalam pengaturan gen mampu mengakibatkan penyakit seperti kanker.

Jaringan kerjasama

Studi ini adalah hasil kerjasama antara dua kolega mantan MIT: Julia Zeitlinger, yang sekarang di Lembaga Penelitian Medis Stowers dan Sekolah Medis Universitas Kansas, menemukan lokasi pengikatan faktor transkripsi. Alexander Stark, yang sekarang menjadi Pemimpin Kelompok di IMP dan kepala sub proyek Jaringan Integrasi Bioinformatika III, bertanggung jawab dalam prediksi dan analisa data.

Jaringan Integrasi Bioinformatika (BIN) juga disponsori oleh Program GEN-AU Austria, mengembangkan solusi bioinformatika dan menawarkannya pada kelompok peneliti lain. Jaringan ini dipimpin oleh Zlatko Trajanoski dari Universitas Medis Innsbruck.

Partner lain BIN adalah Lembaga Genomik dan Bioinformatika Universitas Teknologi Graz, Pusat Bioinformatika Integratif di Laboratorium Max F. Perutz di Wina, dan Lembaga Penelitian Patologi Molekuler di Wina.

Kerja sama ini juga diikuti oleh Lembaga Kimia Teori dan Jurusan Biologi Struktur dan Komputasi, keduanya di Universitas Wina, UMIT – Jurusan Sains Kehidupan dan Kesehatan Universitas Hall di Tyrol, dan CeMM, Pusat Penelitian Pengobatan Molekuler di Akademi Sains Austria di Wina.

Publikasi hasil sub proyek “Cis-acting regulatory motifs,” yang dipimpin oleh Maria Novatchkova dan Alexander Stark (keduanya di IMP), salah satu dari sepuluh sub proyek BIN. Program Penelitian Genom Austria telah diresmikan oleh Kementrian Sains dan Penelitian Austria tahun 2001.

Sumber: Faktailmiah.com