Para ilmuwan tengah berusaha memahami karakteristik fisik dan kimia yang mengendalikan kondensat biomolekuler, kompartemen penting dalam sel yang belum sepenuhnya dipahami. Kini, mereka memiliki alat penting untuk mengukur pH dan sifat emergen lainnya dari kompartemen seluler ini yang penting namun misterius.
Kondensat adalah kumpulan protein dan asam nukleat di dalam sel yang berkumpul tanpa adanya membran dan dapat berubah bentuk sesuai kebutuhan. Contohnya adalah nukleolus, yang berperan penting dalam produksi ribosom, struktur di mana kode genetik diterjemahkan menjadi protein. Gangguan dalam produksi ribosom atau disfungsi nukleolus dapat menjadi penyebab kanker, penyakit neurodegeneratif, dan gangguan perkembangan.
Penelitian terbaru dari tim di Washington University in St. Louis menemukan cara baru untuk memahami bagaimana nukleolus terbentuk dan berperilaku. Mereka menemukan bahwa nukleolus memiliki karakter asam yang unik, sementara kompartemen seluler lainnya memiliki pH yang berbeda. Mereka juga menemukan bahwa struktur protein di dalam nukleolus memiliki ciri-ciri khusus yang membantu mengatur pH di dalamnya.
Ilmuwan menggunakan analogi konvensi untuk menjelaskan kondensat, menggambarkannya sebagai kumpulan orang yang berkumpul tanpa adanya dinding, namun terorganisir oleh individu-individu kunci. Komunitas molekuler ini memungkinkan sifat-sifat khusus, seperti pH, untuk muncul di dalam kondensat.
Proses pembentukan kondensat, yang disebut kondensasi, melibatkan pemisahan fase dan interaksi yang lengket antara molekul-molekul yang berbeda. Proses ini menghasilkan apa yang disebut sebagai sifat emergen, di mana sifat-sifat baru muncul sebagai hasil dari interaksi antara berbagai molekul.
Penemuan ini memberikan pemahaman awal tentang bagaimana sifat emergen menciptakan “kode-kode fisikokimia” khusus untuk setiap jenis kondensat. Misalnya, perbedaan pH antara kondensat dan lingkungan sekitarnya dapat menciptakan gradien kimia yang dapat memengaruhi pergerakan molekul di dalam sel.
Pentingnya penelitian ini terletak pada pemahaman lebih lanjut tentang bagaimana kondensat memengaruhi proses biologis dalam sel. Dengan demikian, penelitian ini bukan hanya tentang menemukan fakta baru tentang sel, tetapi juga tentang memberikan landasan untuk pengembangan terapi dan pendekatan medis baru.
Referensi:
[1] https://engineering.wustl.edu/news/2024/WashU-engineers-manage-a-first-measuring-pH-in-cell-condensates.html diakses pada 30 Maret 2024
[2] Matthew R. King, Kiersten M. Ruff, Andrew Z. Lin, Avnika Pant, Mina Farag, Jared M. Lalmansingh, Tingting Wu, Martin J. Fossat, Wei Ouyang, Matthew D. Lew, Emma Lundberg, Michael D. Vahey, Rohit V. Pappu. Macromolecular condensation organizes nucleolar sub-phases to set up a pH gradient. Cell, 2024; DOI: 10.1016/j.cell.2024.02.029
Alumni S1 Kimia Universitas Negeri Makassar. Pengajar kimia, penulis di warstek.com.