Sebuah studi terbaru menunjukkan bahwa embrio manusia tahap awal yang berusia satu hari terdiri atas dua sel yang tampak identik, tetapi sebenarnya salah satunya berkontribusi lebih besar terhadap organ dan jaringan tubuh. Temuan ini dapat membantu meningkatkan tingkat keberhasilan prosedur fertilisasi in vitro (IVF).
Studi yang diterbitkan dalam jurnal Cell, mengungkapkan bahwa pembelahan pertama sel telur yang telah dibuahi membuat sel-sel berikutnya cenderung memiliki nasib yang berbeda, sehingga meletakkan dasar bagi perkembangan menjadi janin yang kompleks. Ahli biologi perkembangan Ali Brivanlou dari Universitas Rockefeller di Kota New York menyebut studi ini "sebuah langkah maju yang besar" dan mengatakan bahwa seiring kemajuan penelitian, makna klinisnya akan menjadi lebih jelas.
Asal Mula Asimetri
Selama ini, para peneliti meyakini bahwa ketika sel telur mamalia yang telah dibuahi memiliki kurang dari 16 sel, semua sel bersifat identik dan baru mulai berdiferensiasi pada tahap perkembangan berikutnya. Bagaimanapun, sel telur yang telah dibuahi yang terbelah menjadi dua embrio terpisah setelah beberapa kali pembelahan sel masih dapat membentuk kembar identik.
Namun, pada 2001, ahli biologi perkembangan Magdalena Zernicka-Goetz dari Institut Teknologi California menunjukkan dalam sebuah makalah bahwa dua sel pertama embrio tikus sebenarnya berbeda. Satu sel terutama membentuk janin, sedangkan keturunan sel lainnya terutama membentuk kantung kuning telur.
Studi Jangka Panjang
Zernicka-Goetz telah lama bertanya-tanya apakah fenomena yang sama terjadi pada manusia. Ia memperoleh 54 sel telur yang telah dibuahi dan belum menyelesaikan pembelahan pertamanya dari sebuah klinik IVF. Para peneliti membiarkan sel telur yang telah dibuahi ini membelah di laboratorium dan menandai salah satu sel induk embrio dengan protein fluoresen, sehingga dapat melacak perkembangan keturunan setiap sel.
Setelah empat hingga lima hari kultur, embrio-embrio ini mulai membentuk struktur yang berbeda. Analisis menunjukkan bahwa sebagian besar sel pada struktur pembentuk janin berasal dari sel induk embrio yang membelah lebih cepat, sedangkan keturunan sel yang membelah lebih lambat terutama berubah menjadi kantung kuning telur.
Brivanlou terkejut oleh tingkat asimetri ini, tetapi menganggapnya masuk akal karena tubuh manusia pada akhirnya menjadi sangat kompleks. "Semakin dalam kita menelaah, semakin kita menyadari bahwa kehidupan tersusun dari pemecahan simetri yang berurutan," katanya.
Penyebab Perkembangan Asimetris
Masih belum jelas apa yang menyebabkan asimetri ini. Pada tikus, lokasi masuknya sperma ke dalam sel telur memengaruhi cara sel telur membelah, dan Zernicka-Goetz meyakini bahwa faktor lain, seperti struktur kromosom dalam sel telur, juga dapat memengaruhi keseimbangan ini.
Memahami sel mana yang lebih mungkin membentuk janin dapat memungkinkan klinik IVF menyaring embrio dengan lebih baik untuk menemukan embrio yang paling mungkin menghasilkan kehamilan yang berhasil. "Jika kita dapat memahami kerentanan pada masa ini, beberapa keguguran dapat dihindari," katanya. Meskipun sulit memprediksi bagaimana asimetri awal ini memengaruhi tubuh manusia di kemudian hari, dampaknya dapat berlangsung sangat lama.
Diterbitkan 2024-05-15
Artikel ini disusun dengan bantuan AI dan ditinjau oleh tim editorial sebelum diterbitkan.
Berita | Terobosan Ilmiah: Embrio Manusia Membentuk Tubuh melalui Pembelahan Sel Asimetris
Sebuah studi terbaru menunjukkan bahwa embrio manusia tahap awal yang berusia satu hari terdiri atas dua sel yang tampak identik, tetapi sebenarnya salah satunya berkontribusi lebih besar terhadap organ dan jaringan tubuh. Temuan ini dapat membantu meningkatkan tingkat keberhasilan prosedur fertilisasi in vitro (IVF).
Studi yang diterbitkan dalam jurnal Cell, mengungkapkan bahwa pembelahan pertama sel telur yang telah dibuahi membuat sel-sel berikutnya cenderung memiliki nasib yang berbeda, sehingga meletakkan dasar bagi perkembangan menjadi janin yang kompleks. Ahli biologi perkembangan Ali Brivanlou dari Universitas Rockefeller di Kota New York menyebut studi ini "sebuah langkah maju yang besar" dan mengatakan bahwa seiring kemajuan penelitian, makna klinisnya akan menjadi lebih jelas.
Asal Mula Asimetri
Selama ini, para peneliti meyakini bahwa ketika sel telur mamalia yang telah dibuahi memiliki kurang dari 16 sel, semua sel bersifat identik dan baru mulai berdiferensiasi pada tahap perkembangan berikutnya. Bagaimanapun, sel telur yang telah dibuahi yang terbelah menjadi dua embrio terpisah setelah beberapa kali pembelahan sel masih dapat membentuk kembar identik.
Namun, pada 2001, ahli biologi perkembangan Magdalena Zernicka-Goetz dari Institut Teknologi California menunjukkan dalam sebuah makalah bahwa dua sel pertama embrio tikus sebenarnya berbeda. Satu sel terutama membentuk janin, sedangkan keturunan sel lainnya terutama membentuk kantung kuning telur.
Studi Jangka Panjang
Zernicka-Goetz telah lama bertanya-tanya apakah fenomena yang sama terjadi pada manusia. Ia memperoleh 54 sel telur yang telah dibuahi dan belum menyelesaikan pembelahan pertamanya dari sebuah klinik IVF. Para peneliti membiarkan sel telur yang telah dibuahi ini membelah di laboratorium dan menandai salah satu sel induk embrio dengan protein fluoresen, sehingga dapat melacak perkembangan keturunan setiap sel.
Setelah empat hingga lima hari kultur, embrio-embrio ini mulai membentuk struktur yang berbeda. Analisis menunjukkan bahwa sebagian besar sel pada struktur pembentuk janin berasal dari sel induk embrio yang membelah lebih cepat, sedangkan keturunan sel yang membelah lebih lambat terutama berubah menjadi kantung kuning telur.
Brivanlou terkejut oleh tingkat asimetri ini, tetapi menganggapnya masuk akal karena tubuh manusia pada akhirnya menjadi sangat kompleks. "Semakin dalam kita menelaah, semakin kita menyadari bahwa kehidupan tersusun dari pemecahan simetri yang berurutan," katanya.
Penyebab Perkembangan Asimetris
Masih belum jelas apa yang menyebabkan asimetri ini. Pada tikus, lokasi masuknya sperma ke dalam sel telur memengaruhi cara sel telur membelah, dan Zernicka-Goetz meyakini bahwa faktor lain, seperti struktur kromosom dalam sel telur, juga dapat memengaruhi keseimbangan ini.
Memahami sel mana yang lebih mungkin membentuk janin dapat memungkinkan klinik IVF menyaring embrio dengan lebih baik untuk menemukan embrio yang paling mungkin menghasilkan kehamilan yang berhasil. "Jika kita dapat memahami kerentanan pada masa ini, beberapa keguguran dapat dihindari," katanya. Meskipun sulit memprediksi bagaimana asimetri awal ini memengaruhi tubuh manusia di kemudian hari, dampaknya dapat berlangsung sangat lama.