Courtesy of InterestingEngineering

Rahasia Pengemasan DNA dalam Sel Terungkap Lewat Gambar 3D Inovatif

Memahami struktur dan proses pengemasan kromatin di dalam kondensat sintetis dan sel asli untuk menjelaskan mekanisme fungsional pengemasan DNA yang padat, sekaligus membuka wawasan tentang hubungan abnormalitas kondensasi dengan penyakit.

05 Des 2025, 07.00 WIB

251 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian berhasil memvisualisasikan struktur dan interaksi kromatin dalam kondensat.
Panjang DNA penghubung memainkan peran penting dalam pengorganisasian serat kromatin.
Temuan ini dapat membantu memahami bagaimana kondensat biomolekuler berperan dalam regulasi gen dan respons seluler.

Dallas, Amerika Serikat - DNA dalam tubuh manusia sangat panjang, namun harus dikemas sangat rapat dalam ukuran kecil seperti inti sel. Mekanisme pembangunan struktur DNA ini melibatkan nukleosom dan kromatin, yang bertindak seperti manik-manik pada tali. Meskipun demikian, masih ada pertanyaan besar tentang bagaimana kromatin bisa menjadi lebih padat tanpa kehilangan fungsinya.

Pada tahun 2019, tim peneliti yang dipimpin oleh Michael Rosen menemukan bahwa nukleosom sintetis bisa membentuk tetesan tanpa membran yang disebut kondensat. Kondensat ini menyerupai tetesan minyak dalam air dan dipercaya meniru cara kromatin dikemas di dalam sel. Namun, untuk mempelajari struktur ini lebih dalam, diperlukan teknik pencitraan yang canggih.

Para peneliti dari berbagai institusi menggunakan teknologi cryo-elektron tomografi (cryo-ET) untuk membuat gambar tiga dimensi dari molekul dalam kondisi hampir asli. Sampel dibekukan secara cepat dan dibelah menjadi lapisan tipis, lalu direkam dari berbagai sudut agar dapat direkonstruksi menjadi gambar 3D yang detail.

Dengan menggabungkan hasil pencitraan ini dengan simulasi dan mikroskopi cahaya, mereka menemukan bahwa panjang DNA yang menghubungkan nukleosom mempengaruhi bagaimana serat kromatin tersusun dalam kondensat. Mereka juga menemukan bahwa sifat kondensat sintetis sangat mirip dengan pengemasan DNA alami dalam sel.

Penemuan ini sangat penting karena membantu menghubungkan struktur molekul dengan sifat fisik kondensat, serta memberikan pemahaman bagaimana gangguan dalam proses ini dapat menyebabkan penyakit. Studi ini juga membuka pintu untuk mempelajari kondensat biomolekuler lain yang penting bagi fungsi sel.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/cryo-et-reveals-chromatin-condensate-structure

Analisis Ahli

Michael Rosen

"Memetakan struktur individual molekul ke properti makroskopik kondensat adalah langkah besar yang baru bisa dicapai sekarang, membuka jendela baru dalam biologi molekuler."

Huabin Zhou

"Pahami perilaku kondensat ini akan memperjelas bagaimana kelainan kondensasi menyebabkan penyakit, membuka jalan untuk pengembangan terapi baru."

Analisis Kami

"Penelitian ini merupakan terobosan penting dalam menghubungkan struktur molekuler dengan sifat makroskopik kondensat kromatin, yang sebelumnya sulit dicapai. Ini akan menjadi dasar yang esensial untuk menggali lebih dalam peranan kondensasi protein-DNA dalam kesehatan dan penyakit. Ke depan, teknologi seperti cryo-ET akan semakin krusial dalam biologi molekuler."

Prediksi Kami

Kemajuan dalam memahami struktur dan sifat kondensat kromatin akan membuka peluang penelitian baru yang mengarah pada terapi penyakit terkait gangguan pengemasan DNA dan regulasi gen yang abnormal.