Diposting Minggu, 19 Desember 2010 jam 1:03 pm oleh Gun HS

Protein yang Bermutasi dan Beradaptasi di Lingkungan Inang

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Minggu, 19 Desember 2010 -


Para ilmuwan dari kampus Florida The Scripps Research Institute telah menunjukkan bahwa prion, protein menular yang dapat menyebabkan penyakit neuro-degeneratif fatal seperti bovine spongiform encephalopathy (BSE) atau “penyakit sapi gila,” memiliki kemampuan beradaptasi untuk bertahan hidup di lingkungan inang yang baru.

Dalam hal ini, meskipun tidak memiliki DNA dan RNA, mereka berperilaku sama seperti virus, memproduksi mutasi struktural mengabadikan diri yang berbeda yang memberikan keuntungan evolusioner.

Studi ini dipublikasikan minggu ini dalam Edisi Awal jurnal online Proceedings of the National Academy of Sciences.

“Kami menemukan bahwa ketika strain prion tertentu dipindahkan dari sel-sel otak ke saluran sel yang berbeda, sifatnya secara bertahap berubah, sehingga menimbulkan strain varian yang memungkinkannya mampu beradaptasi lebih baik dengan lingkungan selular baru,” kata Charles Weissmann, M.D., Ph.D., kepala Scripps Florida Departemen Infectology, yang memimpin penelitian. “Jika prion-prion yang sama kemudian dipindahkan ke barisan sel lain, mereka berubah lagi, beradaptasi dengan sel-sel inang baru. Dan jika kembali ke otak, prion secara bertahap kembali ke sifat aslinya. Kami menemukan bukti fisik bahwa, setidaknya dalam satu kasus, lipatan prion berubah ketika sifat-sifatnya berubah.”

Hasil photomikrografi jaringan otak ini mengungkapkan adanya plak amiloid khas yang ditemukan dalam kasus penyakit varian Creutzfeldt-Jakob (vCJD). (Kredit: Sherif Zaki; MD; PhD; Wun-Ju Shieh; MD; PhD; MPH)

Evolusi Darwinian Tanpa DNA

Temuan baru ini muncul sekitar satu tahun setelah Weissmann dan koleganya mempublikasikan sebuah penelitian dalam jurnal Science edisi 1 Januari 2010 yang menunjukkan bahwa prion mampu berevolusi ala Darwinian.

Penelitian sebelumnya juga menunjukkan bahwa prion dapat mengembangkan sejumlah besar mutasi dan mutasi ini dapat membawa adaptasi evolusi seperti resistensi obat, suatu fenomena yang sebelumnya dikenal hanya terjadi pada bakteri dan virus. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa protein prion normal – yang terjadi secara alami di dalam sel mamalia – mungkin terbukti menjadi target terapi yang lebih efektif daripada kerabat racun abnormalnya.

“Karena prion bisa beradaptasi terhadap perubahan lingkungan, sekarang menjadi jelas bahwa ini akan lebih sulit dari yang diperkirakan untuk bisa menemukan obat yang bekerja terhadap mereka,” kata Weissmann. “Tapi jika Anda bisa mengembangkan obat yang menghambat pembentukan protein prion normal, Anda bisa, pada dasarnya, membuat prion menular ini kelaparan dan mencegah mereka berkembang biak. Pendekatan ini untuk perawatan, meskipun secara teknis, bisa dipertimbangkan karena, seperti yang telah kami tunjukkan sebelumnya, perampasan PrP ini tidak merusak kesehatan – setidaknya pada kesehatan tikus.”

Melipat dan Gagal Melipat

Prion, yang terdiri hanya dari protein, diklasifikasikan berdasarkan strain yang berbeda, dicirikan berdasarkan waktu inkubasi mereka dan penyakit yang disebabkannya. Selain BSE/penyakit sapi gila, penyakit yang disebabkan oleh prion termasuk scrapie pada domba, penyakit wasting kronis pada rusa, dan varian penyakit Creutzfeldt-Jakob pada manusia. Prion memiliki kemampuan mereproduksi, meskipun faktanya mereka tidak mengandung genom asam nukleat.

Sel normal mamalia menghasilkan protein prion seluler atau PrPC. Selama infeksi, protein abnormal atau gagal melipat – yang dikenal sebagai PrPSc – mengubah protein prion inang normal menjadi bentuk yang beracun dengan mengubah konformasi atau bentuknya. Tahap akhirnya terdiri dari lembaran besar (polimer) dari protein yang gagal melipat, yang menyebabkan kerusakan pada jaringan dan sel besar.

“Protein prion menular dapat melipat dengan cara yang berbeda, dan tergantung pada lipatannya, suatu hasil strain prion yang berbeda,” kata Weissmann. “Selama prion ditempatkan di dalam inang yang sama, mereka mempertahankan lipatan karakteristik mereka, sehingga strainnya berkembang biak secara benar.”

Bagaimanapun juga, saat prion berkembang biak, lipatannya tidak selalu direproduksi dengan benar, sehingga populasi prion mengandung banyak varian, meskipun pada tingkat yang rendah.

Studi baru menemukan bahwa ketika populasi prion ditransfer ke inang yang berbeda, salah satu variannya dapat mereplikasi dengan lebih cepat – sebuah keuntungan evolusi – dan menjadi strain yang dominan. Populasi baru ini juga mengandung varian, salah satunya dapat dipilih di atas yang lain saat ditransfer ke inang yang berbeda.

“Hasilnya, meskipun tanpa bahan genetik, prion berperilaku mirip dengan virus dan patogen lainnya, mereka dapat bermutasi dan mengalami seleksi evolusioner,” kata Weissmann. “Mereka melakukannya dengan mengubah lipatan mereka, sedangkan virus memunculkan perubahan dalam urutan asam nukleat mereka.”

Beragam Namun Terkait

Studi baru ini menunjukkan bahwa populasi prion merupakan “spesies-quasi” yang sama di alam dengan virus RNA dan retrovirus, seperti virus flu dan HIV.

Gagasan spesies-kuasi pertama kali disusun oleh Manfred Eigen, seorang biofisika Jerman yang memenangkan Hadiah Nobel dalam bidang Kimia di tahun 1967. Pada dasarnya, satu spesies-kuasi adalah suatu populasi keragaman kompleks yang mengabadikan diri dan berkaitan dengan entitas yang bertindak secara keseluruhan. Inilah usulan Weissmann yang pada tahun 1978, memberikan konfirmasi pertama dari teori ini melalui studi dari suatu bakteriofag tertentu – virus yang menginfeksi bakteri – saat Beliau menjadi direktur di Institut für Molekularbiologie di Zürich, Swiss.

Tapi di situlah perbandingannya berakhir, kata Weissmann.

“Fakta bahwa mereka berperilaku seperti virus tidak berarti mereka adalah sesuatu yang seperti virus,” katanya. “Sepeda adalah seperti mobil, yang dalam hal ini membuat Anda berpindah dari satu tempat ke tempat yang lain, tapi mereka tidak sama. Efek akhirnya adalah sama, namun prion dan virus mampu mengubah struktur mereka untuk bertahan hidup.”

Penulis pertama dari penelitian ini adalah P. Sukhvir Mahal dari Scripps Research. Penulis lainnya meliputi Shawn Browning, Jiali Li, dan Irena Suponitsky-Kroyter, yang juga dari Scripps Research.

Penelitian ini didukung oleh Institut Kesehatan Nasional dan Alafi Family Foundation.

Gun HS
There's only one thing I figured about myself: Complex
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.