Bagaimana Sel-sel Embrio dalam Tubuh Manusia Berinteraksi? Hallo Sainsped!, pernahkah kamu mendengar terkait sel-sel yang saling “berbisik” di dalam tubuh kita? Sel-sel tersebut adalah sel-sel yang berada di dalam embrio. Para ilmuwan kini memastikan bahwa sel-sel kulit embrio “berbisik” melalui tarikan mekanis yang samar, menggunakan protein penginderaan gaya yang sama yang membuat telinga kita sangat sensitif.
Baca juga: Ilmuan Berhasil Menumbuhkan Sel Manusia dalam Embrio Babi
Seperti semua organisme kompleks, setiap manusia berasal dari satu sel yang berkembang biak melalui pembelahan sel yang tak terhitung jumlahnya. Ribuan sel berkoordinasi, bergerak, dan mengerahkan gaya mekanis satu sama lain saat embrio terbentuk.
Menurut penelitian sebelumnya yang terbit di Jurnal Biokimia (2021), bahwa Proliferasi, diferensiasi, migrasi, dan kematian sel harus diatur lintas skala, yakni dari tingkat sel tunggal hingga tingkat organisme, untuk memungkinkan pembentukan organisme dari sel tunggal.
Pada organisme multiseluler, perilaku seluler diatur secara ketat untuk memungkinkan perkembangan embrionik dan pemeliharaan jaringan dewasa yang tepat. Komponen penting dalam kontrol ini adalah komunikasi antar sel melalui jalur pensinyalan, karena kesalahan dalam komunikasi antar sel dapat menyebabkan cacat perkembangan atau penyakit seperti kanker.
Sel Berinteraksi Melalui Bisikan Koreografi
Penelitian terbaru dari peneliti di Institut Dinamika Jaringan Biologis Kampus Göttingen atau Campus Institute for Dynamics of Biological Networks yang disingkat CIDBN di Universitas Göttingen, Institut Max Planck untuk Dinamika dan Pengorganisasian Diri, dan Universitas Marburg kini telah menemukan cara baru bagaimana sel embrionik mengoordinasikan perilakunya. Ini melibatkan mekanisme molekuler yang sebelumnya hanya diketahui dari proses pendengaran.
Para peneliti mengaitkan fakta bahwa sel-sel yang berbeda tersebut menggunakan protein yang sama untuk dua fungsi yang berbeda tersebut dengan asal usul evolusi mereka. Hasil penelitian ini dipublikasikan di Current Biology.
Tim peneliti menggunakan kombinasi metode yang tidak biasa dari genetika perkembangan, penelitian otak, penelitian pendengaran, dan fisika teoretis untuk membuat penemuan mengejutkan dalam komunikasi sel, yakni mereka menemukan bahwa di lapisan tipis kulit, sel-sel merekam gerakan sel-sel tetangganya dan menyinkronkan gerakan kecil mereka sendiri dengan gerakan sel-sel lain. Kelompok sel tetangga dengan demikian saling tarik menarik dengan kekuatan yang lebih besar. Berkat sensitivitasnya yang tinggi, sel-sel berkoordinasi dengan sangat cepat dan fleksibel karena kekuatan halus ini merupakan sinyal tercepat yang bergerak melintasi jaringan embrionik. Ketika sel-sel secara genetik kehilangan kemampuan untuk “mendengarkan” satu sama lain, seluruh jaringan berubah dan perkembangan pun tertunda atau bahkan gagal total.
Pemodelan Komputer dan AI bagaimana Sel Berintraksi
Para peneliti mengintegrasikan koordinasi seluler ke dalam model komputer jaringan. Model-model ini menunjukkan bahwa “bisikan” di antara sel-sel tetangga menghasilkan koreografi yang terjalin di seluruh jaringan dan melindunginya dari kekuatan eksternal. Kedua efek ini dikonfirmasi oleh rekaman video perkembangan embrio dan eksperimen lebih lanjut.
Dr. Matthias Häring, ketua kelompok di CIDBN menjelaskan bahwa: “Dengan menggunakan metode AI dan analisis berbantuan komputer, kami dapat memeriksa sekitar seratus kali lebih banyak pasangan sel daripada yang sebelumnya dimungkinkan di bidang ini. Pendekatan data besar ini memberikan hasil tingkat akurasi tinggi yang dibutuhkan untuk mengungkap interaksi rumit antarsel ini secara andal.”
Mekanisme yang terungkap di sini dalam perkembangan embrio telah diketahui berperan dalam proses pendengaran. Misalnya, ketika suara yang sangat pelan terdengar, sel-sel rambut di telinga yang mengubah gelombang suara menjadi sinyal saraf bereaksi terhadap gerakan mekanis yang sangat kecil. Pada ambang pendengaran, tonjolan sel membengkok pada jarak yang hanya beberapa diameter atom.
Telinga sangat sensitif karena protein khusus yang mengubah gaya mekanis menjadi arus listrik. Hingga saat ini, hampir tidak ada yang menduga bahwa sensor gaya tersebut juga berperan penting dalam perkembangan embrio. Pada prinsipnya, hal ini dimungkinkan karena setiap sel dalam tubuh membawa cetak biru genetik untuk semua protein dan dapat menggunakannya sesuai kebutuhan.
Fenomena ini juga dapat memberikan wawasan tentang bagaimana persepsi gaya di tingkat seluler telah berevolusi. Profesor Fred Wolf selaku Direktur CIDBN mengatakan: “Asal usul evolusi protein saluran ion yang peka terhadap gaya ini kemungkinan besar berasal dari nenek moyang kita yang bersel tunggal, yang juga sama dengan jamur dan muncul jauh sebelum asal usul kehidupan hewan. Namun, baru melalui evolusi hewan pertamalah keragaman jenis protein ini muncul.” Untuk selanjutnya, akan dilakukan penelitian berikutnya untuk menentukan apakah fungsi asli “mesin nano” seluler ini adalah untuk merasakan gaya di dalam tubuh, alih-alih seperti halnya pendengaran, untuk merasakan dunia luar.
Demikian artikel tentang Bagaimana Sel-sel Embrio dalam Tubuh Manusia Berinteraksi?. Silahkan kunjungi jurnal selengkapnya melalui refrensi di bawah.
Referensi Jurnal :
- Katharina F. Sonnen, Claudia Y. Janda. 2021. Dinamika persinyalan dalam perkembangan embrio, Jurnal Biokimia. 478(23):4045–4070. doi: 10.1042/BCJ20210043
- Prachi Richa, Matthias Häring, Fred Wolf, Ankit Roy Choudhury, Martin C. Gäpfert, Järg Groähans, Qiyan Wang, Deqing Kong. 2025. Sinkronisasi dalam morfogenesis jaringan epitel . Current Biology, 35 (11): 2495 DOI: 10.1016/j.cub.2025.03.066
Tinggalkan komentar