Menargetkan protein ini dapat membantu memerangi penuaan
Para ilmuwan telah menemukan mekanisme genetik yang tidak diketahui dari metabolisme sel yang menjadi semakin tidak berfungsi dengan penuaan.
Para peneliti di École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) di Swiss menyarankan bahwa temuan mereka dapat mengarah pada target baru perawatan untuk memerangi penuaan dan kondisi terkait usia.
Penemuan mereka menyangkut protein yang mengubah fungsi mitokondria, yang merupakan unit tenaga kecil di dalam sel yang memberi mereka energi.
Tim EPFL menemukan bahwa otak dan jaringan otot dari hewan tua memiliki tingkat protein yang tinggi, yang disebut pumilio RNA binding family member 2 (PUM2).
Makalah studi di jurnal Sel Molekuler menjelaskan bagaimana penuaan memicu tingkat PUM2 yang lebih tinggi, yang pada gilirannya mengurangi tingkat protein lain yang disebut faktor fisi mitokondria (mitochondrial fission factor / MFF).
MFF membantu sel memecah mitokondria besar menjadi unit yang lebih kecil dan membersihkannya. Sampel jaringan dari hewan tua juga memiliki tingkat MFF yang lebih rendah.
Para peneliti menyarankan bahwa seiring bertambahnya usia hewan, jalur PUM2 / MFF menjadi semakin tidak teratur.
Saat level PUM2 naik, mereka menurunkan level MFF. Hasilnya adalah sel-sel menjadi semakin tidak dapat memecah dan membersihkan mitokondria yang lebih kecil. Seiring berjalannya waktu, sel dan jaringan menumpuk semakin banyak, mitokondria yang tidak sehat.
Protein pengikat RNA dan penuaan
PUM2 adalah protein pengikat RNA. Molekul-molekul ini mengubah ekspresi gen dengan mengikat molekul messenger RNA (mRNA) yang membawa kode DNA untuk diproses oleh sel.
Dalam studi baru-baru ini, tim menemukan bahwa ketika PUM2 berikatan dengan molekul mRNA yang membawa kode DNA untuk MFF, hal itu menghalangi kemampuan sel untuk membuat protein MFF dari molekul mRNA tersebut.
Sebagian besar penelitian tentang molekul yang mempengaruhi penuaan dalam sel dan jaringan cenderung berfokus pada transkripsi gen menjadi mRNA. Namun, ini hanyalah langkah pertama dalam proses rumit mentransfer informasi yang disimpan dalam gen ke dalam cara kerja sel.
Para peneliti EPFL menemukan jalur PUM2 / MFF ketika mereka memutuskan untuk menyelidiki langkah yang terjadi setelah transkripsi gen.
Ketika mereka menyaring sel hewan untuk mengidentifikasi protein pengikat RNA yang berubah seiring bertambahnya usia, mereka menemukan bahwa PUM2 meningkat secara khusus pada hewan yang lebih tua.
PUM2 hanya mengikat molekul mRNA yang memiliki situs yang dikenali. Ketika menempel pada mRNA, itu menghentikan terjemahan kode ke dalam protein yang sesuai.
Dengan menggunakan pendekatan "genetika sistem", tim tersebut menemukan mRNA yang sebelumnya tidak diketahui yang diikat oleh PUM2. Ini adalah mRNA yang membawa kode bagi sel untuk membuat MFF.
Pengeditan gen membalikkan efek terkait usia
Di bagian lain dari studi ini, para peneliti mendemonstrasikan bagaimana mungkin untuk membalikkan efek terkait usia dari PUM2 pada sel dan jaringan.
Menggunakan teknologi penyuntingan gen CRISPR-Cas9, mereka mengurangi PUM2 di otot tikus tua dengan membungkam gen penyandi yang sesuai.
Hal ini menyebabkan tingkat protein MFF yang lebih tinggi, yang - melalui peningkatan pemecahan dan pembersihan limbah - meningkatkan fungsi mitokondria pada tikus tua.
Tim juga menyelidiki mekanisme serupa pada cacing gelang Caenorhabditis elegans, yang merupakan model yang sering digunakan para ilmuwan untuk mempelajari jalur molekuler.
Pada cacing gelang, penuaan menyebabkan tingkat protein pengikat RNA PUF-8 yang lebih tinggi. Para peneliti menemukan bahwa membungkam gen yang sesuai untuk PUF-8 pada cacing yang lebih tua meningkatkan fungsi mitokondria mereka dan memperpanjang umur mereka.
Penelitian lain telah mengaitkan protein pengikat RNA dengan penyakit degeneratif neuromuskuler. Mereka juga telah menunjukkan bahwa mereka sering berkumpul menjadi gumpalan yang disebut butiran patologis.
Para peneliti EPFL menemukan bahwa PUM2 memiliki kecenderungan yang sama, seiring bertambahnya usia, untuk menggumpal menjadi partikel yang mengikat dan menangkap mRNA MFF.
