Model sentriol manusia dipotong sepanjang sumbu memanjang dan dilihat dari atas. Kredit: © CentrioleLab
Para ilmuwan UNIGE untuk pertama kalinya merekonstruksi film perakitan sentriol manusia, salah satu struktur penting penyusun sel kita.
Sel mengandung berbagai struktur khusus – seperti nukleus, mitokondria, atau peroksisom – yang dikenal sebagai “organel.” Menelusuri asal-usulnya dan menentukan strukturnya merupakan hal mendasar untuk memahami fungsi sel dan patologi yang terkait dengan disfungsinya. Para ilmuwan di Universitas Jenewa (UNIGE) telah menggabungkan mikroskop resolusi tinggi dan teknik rekonstruksi kinematik untuk memvisualisasikan, dalam gerakan, asal usul sentriol manusia. Organel ini, yang penting untuk pengorganisasian kerangka sel, dikaitkan – jika terjadi disfungsi – dengan kanker tertentu, kelainan otak, atau penyakit retina. Karya ini, diterbitkan di jurnal Sel, menjelaskan kompleksitas perakitan sentriol. Hal ini juga membuka banyak jalan baru untuk mempelajari organel sel lainnya.
Kejadian Kerangka Seluler Kita, Gambar demi Gambar
Kejadian organel berlangsung sesuai dengan urutan yang tepat dari peristiwa rekrutmen protein yang berurutan. Memvisualisasikan perakitan ini secara real-time memberikan pemahaman yang lebih baik tentang peran protein ini dalam struktur atau fungsi organel. Namun, memperoleh rangkaian video dengan resolusi yang memadai untuk membedakan komponen mikroskopis yang kompleks menghadapi sejumlah keterbatasan teknis.
Menggembungkan Sel untuk Pengamatan Lebih Baik
Hal ini terutama berlaku pada sentriol. Organel ini, berukuran kurang dari 500 nanometer (setengah seperseribu milimeter), terdiri dari sekitar 100 protein berbeda yang disusun dalam enam domain substruktural. Hingga beberapa tahun yang lalu, mustahil untuk memvisualisasikan struktur sentriol secara detail. Laboratorium Paul Guichard dan Virginie Hamel, salah satu direktur penelitian di Departemen Biologi Molekuler dan Seluler di Fakultas Sains UNIGE, telah mengubah situasi ini dengan menggunakan teknik mikroskop ekspansi. Teknik mutakhir ini memungkinkan sel dan unsur penyusunnya dikembangkan secara progresif tanpa mengalami deformasi, sehingga sel-sel tersebut kemudian dapat diamati — menggunakan mikroskop konvensional — dengan resolusi sangat tinggi.
Memperoleh gambar sentriol dengan resolusi tinggi memungkinkan lokasi protein yang tepat pada waktu tertentu tetapi tidak memberikan informasi mengenai urutan kemunculan domain substruktural atau protein individu. Marine Laporte, mantan peneliti dan pengajar di kelompok UNIGE dan penulis pertama studi tersebut, menggunakan mikroskop ekspansi untuk menganalisis lokasi 24 protein dalam enam domain di lebih dari seribu sentriol pada berbagai tahap pertumbuhan.
Mengatur Ulang Gambar Untuk Menggerakkannya
“Pekerjaan yang sangat membosankan ini diikuti dengan rekonstruksi kinematik pseudo-temporal. Dengan kata lain, kami dapat menyusun ribuan gambar yang diambil secara acak selama biogenesis sentriol kembali ke dalam urutan kronologis, untuk merekonstruksi berbagai tahapan dalam pembentukan substruktur sentriol, menggunakan analisis komputer yang kami kembangkan,” jelas Virginie Hamel, rekan- pemimpin penelitian.
Pendekatan unik ini, yang menggabungkan resolusi sangat tinggi dari mikroskop ekspansi dan rekonstruksi kinematik, telah memungkinkan kami membuat model perakitan 4D pertama dari sentriol manusia. “Pekerjaan kami tidak hanya akan memperdalam pemahaman kita tentang pembentukan sentriol, tetapi juga membuka prospek luar biasa dalam biologi seluler dan molekuler, karena metode ini dapat diterapkan pada makromolekul dan struktur seluler lain untuk mempelajari perakitannya dalam ruang dan waktu,” Paul Guichard menyimpulkan. .
Referensi: “Rekonstruksi rangkaian waktu arsitektur molekuler perakitan sentriol manusia” oleh Marine H. Laporte, Davide Gambarotto, Éloïse Bertiaux, Lorène Bournonville, Vincent Louvel, José M. Nunes, Susanne Borgers, Virginie Hamel dan Paul Guichard, 10 April 2024, Sel.
DOI: 10.1016/j.cell.2024.03.025
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
