Penelitian Menunjukkan Cytonemes Mendistribusikan Protein Wnt di Jaringan Vertebrata

Para ilmuwan telah membuat terobosan penting dalam memahami cara sel berkomunikasi satu sama lain.

Sebuah tim peneliti internasional, termasuk para ahli dari Institut Sistem Hidup Universitas Exeter, telah mengidentifikasi bagaimana jalur pensinyalan protein Wnt - yang mengatur dan mengontrol banyak proses perkembangan sel - beroperasi pada tingkat molekuler dan seluler.

Berbagai mekanisme ada untuk sel untuk berkomunikasi satu sama lain, dan banyak yang penting untuk perkembangan. Pertukaran informasi antar sel ini sering kali didasarkan pada protein pensinyalan yang mengaktifkan kaskade pensinyalan intraseluler spesifik untuk mengontrol perilaku sel di kejauhan.

Protein Wnt diproduksi oleh sekelompok kecil sel dan mengatur proliferasi dan diferensiasi sel, tetapi juga pergerakan sel dan polaritas sel tetangga.

Namun, salah satu fungsi terpenting dari pensinyalan Wnt adalah pola sumbu tubuh - yang pada dasarnya membantu menentukan di mana kepala dan ekor harus terbentuk dalam jaringan yang berkembang.

Penelitian sebelumnya yang dipimpin oleh Profesor Steffen Scholpp, dari Living Systems Institute, menyoroti bahwa tonjolan seperti jari tipis, yang dikenal sebagai cytonemes, membawa Wnts dari sel sumber ke sel penerima.

Namun, mekanisme yang mengendalikan cytonemes Wnt pada tingkat molekuler saat ini tidak diketahui.

Dalam studi baru, timnya mengeksplorasi peran komponen kunci jalur pensinyalan PCP Vangl2 dalam embrio ikan zebra.

Dalam proyek ini, Dr Lucy Brunt, mengidentifikasi bahwa protein Wnt mengaktifkan jalur PCP dalam sel sumber untuk mengatur inisiasi cytoneme dan penyebaran sinyal.

Dengan mengaktifkan jalur ini melalui Vangl2, dia menginduksi pembentukan cytoneme panjang dan bercabang yang memperkuat pensinyalan Wnt jauh di sel-sel tetangga.

Berdasarkan data ini, rekan peneliti Dr Kyle Wedgwood dan timnya mengembangkan model matematika untuk mensimulasikan efek ini pada telur ikan zebra yang sedang berkembang, dan memperkirakan bahwa pola sumbu tubuh berubah secara besar-besaran.

"Dan prediksi itu benar," jelas Dr Brunt. "Kami menemukan bahwa pembentukan cytoneme yang lebih panjang pada larva ikan zebra menyebabkan kepala yang sangat berkurang, dan secara mencolok jaringan otak depan hilang sama sekali."

Bersama dengan ahli biologi sel dari National University of Singapore, para ilmuwan menunjukkan bahwa mekanisme yang mereka gambarkan dalam embriogenesis ikan zebra, juga bekerja di berbagai jaringan, termasuk sel kanker manusia.

Profesor Scholpp mengatakan, "Hasil yang menarik dari proyek multidisiplin dan multiskala ini memberikan perubahan langkah dalam memahami bagaimana jalur pensinyalan Wnt beroperasi pada tingkat molekuler dan seluler pada hewan vertebrata yang hidup.

"Data dari proyek ini akan membantu kami untuk memahami mekanisme yang terlibat dalam pengendalian pensinyalan Wnt normal, di masa mendatang," tambahnya. "Kami percaya bahwa hasilnya akan memiliki implikasi mendasar tentang bagaimana kami dapat memanipulasi pensinyalan Wnt selama keadaan penyakit." [Sciencedaily, NagaNews.Net]