Bisakah pengeditan epigenom mencegah gangguan perkembangan?
Menggunakan alat rekayasa genetika jenis baru yang disebut pengeditan epigenom pada tikus, para ilmuwan telah memulihkan penyimpangan di otak yang sedang berkembang yang muncul dari mutasi gen.
Pengeditan epigenom adalah cara mengubah ekspresi, atau membaca, gen tanpa mengubah kode DNA yang mendasarinya.
Sebuah tim dari Universitas Johns Hopkins di Baltimore, MD, memimpin Komunikasi Alam studi yang berfokus pada protein C11orf46.
Salah satu penulis studi yang sesuai adalah Dr. Atsushi Kamiya, yang merupakan profesor psikiatri dan ilmu perilaku di Fakultas Kedokteran Universitas Johns Hopkins.
Pada manusia, mutasi pada bagian DNA yang mengandung C11orf46 Gen dapat menyebabkan sindrom WAGR, suatu kondisi genetik yang dapat menyebabkan cacat intelektual dan merusak banyak sistem tubuh.
Para peneliti menemukan bahwa C11orf46 mengarahkan perkembangan korpus kalosum, yang merupakan kumpulan kompleks serabut saraf yang menghubungkan sisi kanan dan kiri otak.
Jika korpus kalosum tidak terbentuk dengan benar maka dapat menimbulkan gangguan perkembangan otak, seperti autisme, dan jenis disabilitas intelektual yang dapat terjadi pada sindrom WAGR.
Peredam gen
Nama lain untuk sindrom WAGR adalah sindrom penghapusan kromosom 11p13 karena mutasi yang menyebabkannya terdiri dari penghapusan DNA di wilayah kromosom 11 tertentu. C11orf46 gen duduk di wilayah ini.
Untuk mempelajari efek hilangnya protein C11orf46, para peneliti membungkam gen pengkode pada tikus.
Alih-alih menghapus gen secara langsung, mereka mengurangi ekspresinya menggunakan alat pengeditan epigenom.
Dengan alat ini, para ilmuwan dapat mengubah kemasan kromatin DNA daripada kode DNA itu sendiri.
Perubahan ini mempersulit pembaca DNA sel untuk membaca kode DNA protein, sehingga sel memproduksi lebih sedikit.
Tim menemukan bahwa tikus yang membuat lebih sedikit protein C11orf46 gagal mengembangkan korpus kalosum dengan benar di otak mereka. Gangguan otak serupa dengan yang terjadi pada sindrom WAGR.
Pengeditan epigenom memulihkan bundling akson
Ketika para peneliti melihat lebih dekat, mereka menemukan bahwa tikus yang menghasilkan lebih sedikit protein C11orf46 memiliki ekspresi yang lebih tinggi pada gen yang membuat protein lain yang disebut Semaphorin 6A.
Semaphorin 6A memiliki peran kunci dalam memandu arah pertumbuhan akson saraf di otak yang sedang berkembang.
Dengan pengeditan epigenom lebih lanjut yang mengubah ekspresi gen terkait, SEMA6A, para peneliti mampu mengurangi Semaphorin 6A pada tikus dan mengembalikan ikatan akson neuron menyerupai tikus normal.
“Pengeditan epigenetik yang dipandu RNA dari Sema6a promotor gen melalui sistem dCas9-SunTag dengan C11orf46 mengikat ekspresi SEMA6A yang dinormalisasi dan menyelamatkan diskonektivitas transkallosal melalui remodeling kromatin yang represif oleh kompleks penekan SETDB1, ”tulis para penulis.
Para peneliti menyimpulkan bahwa penelitian tersebut menunjukkan bagaimana pengeditan epigenetik kromatin yang tepat dapat mengubah perkembangan awal koneksi antara otak kanan dan kiri.
"Meskipun pekerjaan ini masih awal, temuan ini menunjukkan bahwa kami mungkin dapat mengembangkan terapi pengeditan epigenom di masa depan yang dapat membantu membentuk kembali koneksi saraf di otak, dan mungkin mencegah terjadinya gangguan perkembangan otak."
Dr. Atsushi Kamiya
