SEBUAH studi mengungkap mekanisme baru yang mengatur penuaan pada tingkat sel, yakni ukuran nukleolus yang dapat memprediksi kapan sebuah sel mendekati kematiannya.
Penelitian dari Weill Cornell Medicine seperti dilansir Kompas.com (23/11) mengungkapkan, perubahan ukuran struktur kecil ini dapat menstabilkan atau justru merusak bagian DNA yang paling rapuh.
Temuan itu membuka peluang baru untuk memahami akar biologis penuaan dan potensi strategi untuk memperlambat kehidupan nukleolus.
Nukleolus merupakan kompartemen tanpa membran di dalam inti sel yang berfungsi membangun ribosom agar sel dapat memproduksi protein membesar saat usia bertambah.
Di dalamnya terdapat ribosomal DNA atau rDNA, bagian genom yang tersusun dari urutan berulang dan sangat rentan salah ketika disalin atau diperbaiki.
Kesalahan ini dapat memicu penghapusan, duplikasi, hingga ketidakstabilan genom yang diketahui meningkat seiring usia.
“Penuaan adalah faktor risiko tertinggi untuk penyakit ini,” ujar Jessica Tyler dari Weill Cornell Medicine, dikutip dari SciTech Daily (30/12).
Sel di tubuh rata-rata akan digantikan dengan sel baru setiap 7-10 tahun. Tapi sel-sel dari berbagai organ tubuh berikut banyak yang melebihi 10 tahun.
Bahkan, ada yang hidup sepanjang kehidupan manusia tanpa regenerasi, sedangkan sel neurofil manusia yang merupakan bagian dari sel darah putih hanya mampu bertahan dua hari.
Sudah lama diamati
Para peneliti sendiri telah lama mengamati bahwa nukleoli cenderung membesar pada sel yang menua, sedangkan nukleoli kecil terlihat pada sel berumur panjang atau mengalami intervensi seperti pembatasan kalori.
Tujuan penelitian ini adalah memastikan apakah pembesaran tersebut hanya korelasi atau benar-benar mempercepat akhir kehidupan sel.
Untuk mengujinya, para ilmuwan menggunakan ragi karena sel ragi induk memiliki jumlah pembelahan terbatas sebelum berhenti.
Peneliti kemudian merekayasa ragi agar nukleolus tetap kecil sepanjang hidup sel. “Keuntungan dari sistem, kami dapat mengisolasi ukuran nukleolus dari semua efek lain dari strategi anti-penuaan,” kata J. Ignacio Gutierrez.
Sel dengan nukleolus kecil mampu melakukan lebih banyak pembelahan sebelum mencapai akhir masa hidupnya.
Peneliti menemukan, nukleolus tidak membesar secara perlahan, tetapi melewati satu ambang kritis sebelum akhirnya mengembang drastis.
Bertahan sampai lima pembelahan
Setelah ambang terlampaui, sel hanya bertahan rata-rata lima pembelahan lagi. Pada titik itu, batas nukleolus menjadi lebih permeabel dan memungkinkan protein asing masuk ke dalamnya
Kebocoran ini menghilangkan perlindungan selektif pada rDNA sehingga memicu ketidakstabilan genom yang mempercepat kematian sel.
Temuan tersebut menunjukkan bahwa nukleolus kecil membantu menjaga stabilitas rDNA dan memperpanjang umur replikatif sel.
Hal itu tidak berkaitan dengan produksi ribosom yang lebih sedikit, maupun penurunan pertumbuhan sel secara umum, dikutip dari Earth.com, (17/11).
Ukuran nukleolus justru berhubungan langsung dengan seberapa stabil rDNA dapat dipertahankan.
“Ketika kami melihat bahwa peningkatan ukurannya tidak linear, kami tahu ada sesuatu yang sangat penting sedang terjadi,” ujar Gutierrez.
Peneliti menyebut ambang pembesaran nukleolus itu sebagai “mortality timer” yang menandai hitungan mundur sebelum sel berhenti berfungsi.
“Ketika protein lain masuk ke nukleolus, itu menyebabkan genome instability, yang memicu akhir masa hidup,” ujar Tyler.
Tahap penelitian berikutnya akan menguji apakah pola ini terlihat juga pada sel punca manusia. Jika terbukti, pengendalian ukuran nukleolus dapat menjadi pendekatan baru untuk memperpanjang fungsi sel manusia. (SciTechDaily, Earth.com/kompas.com/ns)
