Berita | Bagaimana Struktur Sel Memengaruhi Perkembangan Embrio: Peran Tight Junction
Selama perkembangan embrio manusia, sinyal molekuler mengarahkan sel untuk membelah dan berdiferensiasi, yang pada akhirnya menentukan posisi dan identitasnya di dalam embrio. Gastrulasi merupakan tahap dasar ketika satu lapisan sel punca embrionik berdiferensiasi menjadi tiga lapisan sel berbeda yang menjadi dasar struktur tubuh di masa depan.
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa tight junction antarsel mungkin berperan penting dalam proses ini. Peneliti di iPS Cell Research Center, Gladstone Institutes, menemukan bahwa tight junction sangat penting selama gastrulasi embrio manusia, sehingga memberikan wawasan baru bagi penelitian sel punca dan perancangan model eksperimental terkait.
Gastrulasi dan terobosan penelitian
Selama gastrulasi, sel punca embrionik berdiferensiasi menjadi tiga lapisan jaringan embrionik. Mempelajari proses ini menjadi penting dalam pengobatan regeneratif. Ilmuwan sering memodelkannya dengan sel punca pluripoten terinduksi (iPS), yang dikonversi dari sel dewasa dan dapat berdiferensiasi menjadi jenis sel somatik apa pun.
Saat mempelajari gastrulasi dengan sel iPS, ilmuwan menemukan bahwa sel merespons secara berbeda meskipun semuanya distimulasi oleh BMP4, molekul sinyal utama. Alasan hanya sebagian sel berdiferensiasi menjadi jenis sel berbeda walaupun menerima sinyal BMP4 yang sama masih belum jelas.
Peneliti utama Dr. Ivana Vasic mengamati bahwa sel iPS berkelompok dalam cawan kultur dan membentuk tight junction, penghalang yang diduga mencegah molekul sinyal melewati antarsel. Ia juga menemukan bahwa junction ini tidak selalu terbentuk dengan baik.
Bagaimana tight junction memengaruhi gastrulasi
Eksperimen lebih lanjut menunjukkan bahwa tight junction terbentuk secara normal ketika sel dikultur di ruang yang tidak terlalu sempit. Setelah BMP4 ditambahkan, hanya sel di tepi kelompok yang menerima sinyal cukup untuk memulai diferensiasi.
Dr. Vasic berkata, "Tight junction antarsel tampaknya mencegah sel merespons sinyal BMP4, tetapi sel tepi tidak membentuk tight junction dengan sel lain, sehingga dapat menerima sinyal BMP4 paling kuat."
Untuk mengonfirmasi pentingnya tight junction dalam gastrulasi, peneliti menggunakan penyuntingan gen CRISPR untuk menekan produksi TJP1, protein utama tight junction. Tanpa TJP1, setiap sel merespons BMP4, bukan hanya sel tepi.
Profesor Yamanaka menjelaskan, "Eksperimen kami menunjukkan bahwa menghilangkan tight junction memungkinkan semua sel merespons BMP4. Hal ini menunjukkan bahwa tight junction menyaring sinyal dalam model gastrulasi dan struktur sel sangat penting bagi cara sinyal diferensiasi diterima."
Kemajuan baru dalam penelitian sel germinal
Tim tersebut juga menemukan bahwa menekan TJP1 tidak hanya menghasilkan respons terhadap BMP4, tetapi juga menghasilkan sel mirip sel germinal primordial. Berasal dari sel iPS, bentuk dan fungsinya menyerupai sel prekursor sperma dan sel telur manusia.
Dr. Vasic berkata, "Menekan TJP1 memberi kami cara baru untuk menghasilkan sel germinal unik ini secara efisien, yang mungkin menawarkan pendekatan baru untuk menangani infertilitas perempuan."
Potensi aplikasi
Tim berharap temuan ini akan meningkatkan teknik konversi sel punca, khususnya untuk menghasilkan oosit manusia. Dr. Vasic mendirikan Vitra Labs untuk menerapkan metode ini pada penanganan infertilitas perempuan, khususnya pembentukan oosit untuk fertilisasi in vitro.
Ia menambahkan, "Kami berusaha merekonstruksi biologi pembentukan sel telur dan berharap metode ini dapat menghasilkan sel telur untuk digunakan dalam IVF."
Sumber artikel:
Dikumpulkan dari internet
Diterbitkan 2024-11-07
Artikel ini disusun dengan bantuan AI dan ditinjau oleh tim editorial sebelum diterbitkan.
Berita | Bagaimana Struktur Sel Memengaruhi Perkembangan Embrio: Peran Tight Junction
Berita | Bagaimana Struktur Sel Memengaruhi Perkembangan Embrio: Peran Tight Junction
Selama perkembangan embrio manusia, sinyal molekuler mengarahkan sel untuk membelah dan berdiferensiasi, yang pada akhirnya menentukan posisi dan identitasnya di dalam embrio. Gastrulasi merupakan tahap dasar ketika satu lapisan sel punca embrionik berdiferensiasi menjadi tiga lapisan sel berbeda yang menjadi dasar struktur tubuh di masa depan.
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa tight junction antarsel mungkin berperan penting dalam proses ini. Peneliti di iPS Cell Research Center, Gladstone Institutes, menemukan bahwa tight junction sangat penting selama gastrulasi embrio manusia, sehingga memberikan wawasan baru bagi penelitian sel punca dan perancangan model eksperimental terkait.
Gastrulasi dan terobosan penelitian
Selama gastrulasi, sel punca embrionik berdiferensiasi menjadi tiga lapisan jaringan embrionik. Mempelajari proses ini menjadi penting dalam pengobatan regeneratif. Ilmuwan sering memodelkannya dengan sel punca pluripoten terinduksi (iPS), yang dikonversi dari sel dewasa dan dapat berdiferensiasi menjadi jenis sel somatik apa pun.
Saat mempelajari gastrulasi dengan sel iPS, ilmuwan menemukan bahwa sel merespons secara berbeda meskipun semuanya distimulasi oleh BMP4, molekul sinyal utama. Alasan hanya sebagian sel berdiferensiasi menjadi jenis sel berbeda walaupun menerima sinyal BMP4 yang sama masih belum jelas.
Peneliti utama Dr. Ivana Vasic mengamati bahwa sel iPS berkelompok dalam cawan kultur dan membentuk tight junction, penghalang yang diduga mencegah molekul sinyal melewati antarsel. Ia juga menemukan bahwa junction ini tidak selalu terbentuk dengan baik.
Bagaimana tight junction memengaruhi gastrulasi
Eksperimen lebih lanjut menunjukkan bahwa tight junction terbentuk secara normal ketika sel dikultur di ruang yang tidak terlalu sempit. Setelah BMP4 ditambahkan, hanya sel di tepi kelompok yang menerima sinyal cukup untuk memulai diferensiasi.
Dr. Vasic berkata, "Tight junction antarsel tampaknya mencegah sel merespons sinyal BMP4, tetapi sel tepi tidak membentuk tight junction dengan sel lain, sehingga dapat menerima sinyal BMP4 paling kuat."
Untuk mengonfirmasi pentingnya tight junction dalam gastrulasi, peneliti menggunakan penyuntingan gen CRISPR untuk menekan produksi TJP1, protein utama tight junction. Tanpa TJP1, setiap sel merespons BMP4, bukan hanya sel tepi.
Profesor Yamanaka menjelaskan, "Eksperimen kami menunjukkan bahwa menghilangkan tight junction memungkinkan semua sel merespons BMP4. Hal ini menunjukkan bahwa tight junction menyaring sinyal dalam model gastrulasi dan struktur sel sangat penting bagi cara sinyal diferensiasi diterima."
Kemajuan baru dalam penelitian sel germinal
Tim tersebut juga menemukan bahwa menekan TJP1 tidak hanya menghasilkan respons terhadap BMP4, tetapi juga menghasilkan sel mirip sel germinal primordial. Berasal dari sel iPS, bentuk dan fungsinya menyerupai sel prekursor sperma dan sel telur manusia.
Dr. Vasic berkata, "Menekan TJP1 memberi kami cara baru untuk menghasilkan sel germinal unik ini secara efisien, yang mungkin menawarkan pendekatan baru untuk menangani infertilitas perempuan."
Potensi aplikasi
Tim berharap temuan ini akan meningkatkan teknik konversi sel punca, khususnya untuk menghasilkan oosit manusia. Dr. Vasic mendirikan Vitra Labs untuk menerapkan metode ini pada penanganan infertilitas perempuan, khususnya pembentukan oosit untuk fertilisasi in vitro.
Ia menambahkan, "Kami berusaha merekonstruksi biologi pembentukan sel telur dan berharap metode ini dapat menghasilkan sel telur untuk digunakan dalam IVF."
Sumber artikel:
Dikumpulkan dari internet