Bayangkan sel sebagai robot kecil yang menavigasi lanskap kompleks. Namun tidak seperti mesin yang diprogram dengan rute tetap, entitas biologis ini terus-menerus mengambil keputusan tentang arah mana yang harus ditempuh, bahkan tanpa arahan dari luar. Para ilmuwan telah lama bingung dengan navigasi otonom ini, yang penting untuk proses seperti respon imun dan sayangnya, penyebaran kanker. Kini, sebuah terobosan menyoroti bagaimana sel memetakan jalurnya secara internal.
Sebuah tim kolaboratif peneliti dari Korea dan Amerika, dipimpin oleh Profesor Won Do Heo dan Kwang-Hyun Cho, serta Profesor Kapsang Lee di Universitas Johns Hopkins, telah memecahkan kode tersebut. Diterbitkan di Nature Communications, karya mereka mengungkap “kompas internal” yang sebelumnya tidak diketahui yang mengatur arah seluler.
Rahasianya terletak pada sekelompok protein yang disebut protein keluarga Rho (Rac1, Cdc42, dan RhoA). Mesin molekuler kecil ini bertindak seperti sensor internal, yang terus-menerus menganalisis lingkungan sel dan memengaruhi pergerakannya.
Asumsi sebelumnya menyatakan bahwa protein ini hanya membagi sel menjadi depan dan belakang, sehingga menentukan arah dasar. Namun studi baru ini menunjukkan adanya sistem yang jauh lebih canggih. Para peneliti mengembangkan teknik pencitraan mutakhir yang disebut INSPECT (INtraseluler Separation of Protein Engineered Condensation Technique) untuk mengamati interaksi protein dalam sel hidup dengan kejelasan yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Anggap saja seperti menempelkan lampu neon kecil ke protein – saat mereka berikatan, mereka membentuk kelompok yang terlihat di dalam sel, seperti tetesan minyak yang terpisah dalam air. Hal ini memungkinkan mereka untuk menyaksikan secara langsung bagaimana berbagai protein Rho berpasangan dengan komponen seluler lainnya, membentuk kombinasi unik yang pada akhirnya menentukan arah yang diambil sel.
Mereka menemukan dua pasangan kunci:
* Cdc42–FMNL : Duo ini mendorong pergerakan garis lurus, mendorong sel maju dalam jalur yang konsisten.
* Rac1–ROCK : Pasangan ini bertanggung jawab untuk melakukan manuver berbelok, memungkinkan sel mengubah arah dan menavigasi lingkungan yang rumit.
Untuk memastikan kontrol arah ini, para ilmuwan dengan cerdik memodifikasi bagian dari Rac1, mengganggu kemampuannya untuk berikatan dengan ROCK. “Roda kemudi yang rusak” ini mencegah sel mengubah arah secara efektif, memaksa sel untuk bergerak dalam garis lurus meskipun ada perubahan lingkungan. Hebatnya, sel-sel yang dimanipulasi ini bahkan mempertahankan kecepatannya terlepas dari isyarat eksternal, sehingga menyoroti betapa eratnya hubungan interaksi protein ini dengan kemampuan beradaptasi sel.
Penelitian inovatif ini secara mendasar mengubah pemahaman kita tentang navigasi seluler. Hal ini menunjukkan bahwa pergerakan tidak terjadi secara acak, namun justru diatur oleh program internal – interaksi dinamis antara protein yang terus-menerus menyesuaikan dan mengkalibrasi ulang berdasarkan kemitraan unik mereka di dalam sel.
Profesor Heo dengan tepat menyimpulkan, “Sel tidak bergerak secara membabi buta; mereka memiliki program internal yang canggih untuk menentukan arah.” Pengetahuan baru ini membuka jalan menarik untuk memahami mekanisme penyakit seperti metastasis kanker dan disfungsi kekebalan tubuh. INSPECT sendiri berjanji untuk menjadi alat yang ampuh dalam membedah misteri biologis lainnya, menawarkan gambaran sekilas yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang tarian molekuler rumit yang mengatur kehidupan.
