Arsitek Kehidupan: Ilmuwan Menguraikan Cetak Biru Rahasia mRNA
Para peneliti menemukan bahwa modifikasi mRNA m6A memicu degradasi yang cepat, mengatur produksi protein. Terobosan ini dapat menjadi masukan bagi pengembangan obat untuk menangani penyakit terkait protein.
Asam ribonukleat pembawa pesan (mRNA) seperti arsitek tubuh kita. Mereka membawa cetak biru yang tepat untuk membangun protein, yang dibaca dan disusun oleh mitra selulernya, ribosom. Protein sangat penting untuk kelangsungan hidup kita karena mengatur pembelahan sel, meningkatkan sistem kekebalan tubuh, dan membuat sel kita tahan terhadap ancaman eksternal.
Sama seperti konstruksi di dunia nyata, beberapa cetak biru seluler memerlukan instruksi tambahan—seperti kapan protein perlu diproduksi dengan cepat atau kapan koreksi diperlukan untuk desain yang cacat. Dalam tubuh kita, peran ini dipenuhi oleh RNA modifikasi. Perubahan kimia kecil ini berfungsi seperti anotasi mendetail, menawarkan panduan tambahan pada bagian tertentu mRNA untuk produksi protein yang optimal.
Proses Degradasi Baru untuk MRNA Ditemukan
Para peneliti di Universitas Würzburg (JMU) di Bavaria, Jerman, kini fokus pada modifikasi spesifik, N6-methyladenosine (m6A). “m6A menarik bagi sains karena modifikasi ini sering diubah pada orang yang menderita gangguan metabolisme, kanker, atau penyakit jantung,” jelas ahli bioinformatika Kathi Zarnack.
“Fungsinya: Ketika m6A menempel pada mRNA, ia memicu degradasi mRNA segera setelah protein pertama diproduksi sesuai dengan cetak biru yang dikandungnya. Hal ini sangat penting untuk protein, yang tidak boleh diproduksi terlalu banyak karena akan berbahaya bagi sel.”
Para peneliti Würzburg adalah orang pertama yang menemukan dan mengamati proses degradasi ini: Proses ini menggabungkan degradasi mRNA langsung ke protein yang dihasilkan dan secara signifikan lebih cepat dan efisien dibandingkan mekanisme degradasi mRNA yang diketahui sebelumnya.
Yang terpenting, jalur khusus ini hanya berfungsi ketika m6A ada di wilayah tertentu pada mRNA. Dengan cara ini, m6A secara khusus “memberi komentar” pada cetak biru protein yang terlibat dalam diferensiasi sel – yaitu, apakah suatu sel akan ada sebagai sel saraf, sel otot, sel kulit, atau bentuk lainnya.
Obat yang mengontrol penambahan m6A ke mRNA dapat memanfaatkan proses ini. Dengan menekan m6A secara spesifik, dimungkinkan untuk menghasilkan lebih banyak protein dengan fungsi yang diinginkan – dan, sebaliknya, menghambat produksi protein yang tidak diinginkan. Masalahnya: Hingga saat ini, sulit bagi para ilmuwan untuk memprediksi efek obat-obatan tersebut karena tidak diketahui di wilayah mRNA mana modifikasi m6A harus ditempatkan untuk memicu degradasi. “Dengan penelitian kami, kami kini berkontribusi pada pemahaman yang lebih baik dan prediksi yang lebih tepat mengenai mRNA mana yang sangat sensitif terhadap obat-obatan ini”, kata ahli biokimia dan biologi RNA Julian König, rekan Zarnack.
Langkah Penelitian Selanjutnya
Di masa depan, para peneliti berencana untuk menyelidiki lebih detail bagaimana mRNA bertanda m6A terdegradasi, misalnya, bagaimana ribosom mengenali modifikasi tersebut, dan bagaimana degradasi mRNA yang ditargetkan oleh m6A dapat digunakan secara klinis.
Referensi: “situs m6A di wilayah pengkodean memicu peluruhan mRNA yang bergantung pada terjemahan” oleh You Zhou, Miona Ćorović, Peter Hoch-Kraft, Nathalie Meiser, Mikhail Mesitov, Nadine Körtel, Hannah Back, Isabel S. Naarmann-de Vries, Kritika Katti , Aleš Obrdlík, Anke Busch, Christoph Dieterich, Štěpánka Vaňáčová, Martin Hengesbach, Kathi Zarnack dan Julian König, 21 November 2024, Sel Molekuler.
DOI: 10.1016/j.molcel.2024.10.033
Selain para peneliti Würzburg, Institut Biologi Molekuler (IMB) di Mainz dan Universitas Goethe di Frankfurt juga terlibat dalam penelitian ini, yang didanai oleh German Research Foundation sebagai bagian dari Collaborative Research Center TRR 319 “RMaP: Modifikasi dan Pemrosesan RNA.”
